通感一体化增强的安全共生无线电：基于被动定位与联合波束赋形设计

《IEEE Transactions on Communications》：ISAC-Enhanced Secure Symbiotic Radio with Passive Localization and Joint Beamforming Design

　　

摘要：

共生无线电（SR）是下一代无线网络的一项前景广阔的技术，然而其广播特性使其面临严峻的安全风险，尤其是来自被动窃听者的威胁。为了克服传统物理层安全（PLS）方案对窃听者位置等不可行的先验信息的依赖，本文提出了一种感知与通信一体化（ISAC）增强的安全SR框架。通过利用次级发射机的散射特性，我们为SR系统赋予了被动感知能力，以定位被动窃听者。具体而言，针对多散射设备（BD）场景，我们设计了一种时分多址（TDMA）与码域叠加的混合策略。该协议协调辅助BD被动调制正交可变扩频因子（OVSF）序列，这些序列作为结构化人工噪声（AN）对窃听者进行干扰，同时建立可分离的观测路径用于定位。此外，我们构建了一个联合发射和接收波束成形优化问题，在主要系统吞吐量和感知Cramér-Rao下界（CRLB）的约束下，最大化次级保密吞吐量。为求解所得的非凸问题，我们开发了一种基于黎曼流形优化和交替方法的算法。仿真结果表明，所提出的框架有效地将感知增益转化为PLS优势，显著优于现有基准。