在无人机中继的监控下进行的隐蔽环境反向散射通信

《IEEE Transactions on Communications》：Covert Ambient Backscatter Communication Under Surveillance of UAV Relaying

本文提出一种利用无人机中继的隐蔽环境反射通信方案，通过优化无人机发射功率和悬停位置，在无人机最佳检测阈值下最大化隐蔽通信速率，并建立凸优化模型以对抗检测，仿真验证有效提升通信速率。

　　

摘要：

无人机（UAV）辅助通信正成为未来网络的一项有前景的技术。利用这一优势，环境背散射通信可以利用无人机发出的信号作为射频载波来传输自身的信息。然而，由于视距（LoS）空地信道的高概率，这种传输行为很容易被无人机检测到。因此，在本文中，我们提出了一种隐蔽的环境背散射通信方案，该方案利用无人机作为射频源。具体来说，无人机为两个合法的地面节点中继信息，并监控潜在的环境背散射通信。我们的目标是在最坏的情况下（即无人机以最优检测阈值、发射功率和悬停位置运行时）最大化隐蔽环境背散射通信速率。首先，分析了无人机的最优检测阈值，并推导出了误差检测概率的封闭形式表达式。然后，我们提出了一种迭代算法，通过优化无人机的发射功率和悬停位置来实现最小的误差检测概率。为了对抗无人机的检测，我们构建了一个凸优化问题，通过调整反射系数来最大化最坏情况下的隐蔽环境背散射通信速率。仿真结果表明，所提出的方案可以有效提高隐蔽环境背散射通信速率。

引言

作为一种极低功耗的通信方式，环境背散射通信可以利用现有基础设施中的环境射频（RF）信号来实现无线传输[2]，例如电视塔、WiFi接入点和基站。通过这种方式，环境背散射通信无需专用的RF源来为背散射标签供电[3]。具体而言，在环境背散射通信系统中，发射机通过调制反射的环境RF信号将数据发送给相应的接收机，然后接收机可以解码并获取所需的数据。因此，环境背散射通信被视为支持未来低功耗物联网应用的一种有前景的解决方案[4]。然而，在没有地面基础设施的农村环境中，寻找合适的RF源进行背散射可能会具有挑战性。