This study proposes a novel radar-centric signaling design and architecture for secure integrated sensing and communication (ISAC) systems. The proposed framework is designed to provide robust physical layer security for data transmission while simultaneously enhancing sensing privacy. It employs index modulation and phase coding over frequency-modulated continuous-wave radar (FMCW) chirps, where index modulation (IM) provides an outer layer of data security, and we explicitly design the phase coding (PC) to perturb the resulting signal's ambiguity function (AF) to enhance sensing privacy. This design reduces the risk of unauthorized surveillance by rendering target velocity estimation practically infeasible for unauthorized passive sensing hardware (i.e., a sensing eavesdropper, S-Eve) and significantly impairing its range estimation capabilities. Furthermore, this study also presents the transmitter and receiver architectures required for effective modulation and demodulation of the proposed ISAC signaling and for performing sensing at the legitimate sensing hardware. Simulation results show that the proposed approach achieves high data throughput while enhancing communication security and sensing privacy.


翻译:本研究提出了一种新颖的以雷达为中心的信号设计与架构,用于安全的集成感知与通信(ISAC)系统。该框架旨在为数据传输提供鲁棒的物理层安全性,同时增强感知隐私。它采用调频连续波雷达(FMCW)啁啾上的索引调制和相位编码,其中索引调制(IM)提供了外层数据安全,我们明确设计了相位编码(PC)以扰动所得信号的模糊函数(AF),从而增强感知隐私。这一设计通过使非授权无源感知硬件(即感知窃听者,S-Eve)实际上无法对目标速度进行估计,并显著削弱其距离估计能力,降低了未经授权监视的风险。此外,本研究还提出了对所提出的ISAC信令进行有效调制和解调,以及在合法感知硬件上执行感知所需的发射机和接收机架构。仿真结果表明,所提出的方法在实现高数据吞吐量的同时,增强了通信安全性与感知隐私。

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