基于可重构智能表面的安全集成雷达与通信系统
信号处理
2024-12-17 v1
摘要
尽管集成雷达与通信技术提升了频谱效率，但在面对恶意雷达目标时会对通信安全构成重大威胁。为解决该问题，提出了一种基于可重构智能表面（RIS）的传输方案，以提升两类系统中的安全通信性能，即雷达与通信共存（RCCE）系统——其中单个发射机同时用于雷达感知与通信，以及双功能雷达与通信（DFRC）系统。在设计阶段，针对两类系统分别构建了优化问题，旨在通过基站的主动波束赋形与RIS的被动波束赋形联合优化，在满足雷达检测约束的条件下最大化保密速率。特别地，针对RCCE系统开发了基于零陷的块坐标下降（BCD）算法。此外，针对DFRC系统采用Dinkelbach方法结合半定松弛技术，并为进一步降低计算复杂度，提出了基于黎曼共轭梯度的交替优化算法。此外，针对DFRC系统中窃听者信道状态信息（CSI）不完美的情况，研究了RIS辅助的鲁棒安全通信，采用有界不确定性模型来刻画窃听者的角度误差与衰落信道误差，并推导了其联合不确定性的可处理上界。仿真结果验证了所提出的RIS辅助传输方案在窃听者CSI不完美条件下仍能有效提升保密速率，且两类系统之间的对比表明RCCE系统可提供比DFRC系统更高的保密速率。
引用
@article{arxiv.2412.11020,
title = {Reconfigurable Intelligent Surface-Aided Secure Integrated Radar and Communication Systems},
author = {Tong-Xing Zheng and Xin Chen and Lan Lan and Ying Ju and Xiaoyan Hu and Rongke Liu and Derrick Wing Kwan Ng and Tiejun Cui},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.11020},
year = {2024}
}
备注
15 pages, 7 figures; To be published on IEEE Transactions on Wireless Communications