Integrated sensing and communication (ISAC) has been receiving a notable interest as an energy- and spectrum-efficient enabler for simultaneous communication and sensing. Notably, reconfigurable intelligent surfaces (RIS) is among the key technologies enabling robust communication and sensing, particularly in environments without a line-of-sight (LoS). Recently, a new type of RIS, called beyond-diagonal RIS (BD-RIS), has drawn attention, offering additional degrees of freedom in controlling the propagation medium. In this paper, a novel secure BD-RIS-aided ISAC scheme is proposed and evaluated. The scheme is applicable to a multi-user multi-target ISAC network, where a dual-functional radar-communication (DFRC) base station (BS) simultaneously serves multiple downlink users and senses various targets that aim to eavesdrop on the legitimate signal transmitted to the users. The presence of a BD-RIS enables circumventing the absence of the LoS link and ensures secure transmission and sensing. To this end, an optimization problem is formulated aiming at maximizing a weighted sum of per-target reflected powers, subject to secrecy and transmit power constraints. Thus, by virtue of an alternating optimization (AO)- and Riemannian conjugate gradient-based approach, local optima for the BD-RIS scattering matrix, transmit signal beamforming matrices, and artificial noise covariance matrix are obtained. Numerical results highlight (i) the notable sensing gains of the BD-RIS-aided design with respect to its diagonal RIS (D-RIS)-based baseline and (ii) the improved secrecy-sensing trade-off, whereby the BD-RIS can ensure an increasing system secrecy without degrading the per-target reflected power.


翻译:集成感知与通信(ISAC)作为一种节能且频谱高效的方案,在同时实现通信与感知方面引起了广泛关注。值得注意的是,可重构智能表面(RIS)是实现稳健通信与感知的关键技术之一,尤其是在无直射径(LoS)的环境中。近年来,一种新型RIS——超越对角RIS(BD-RIS)因其在调控传播介质方面提供额外自由度而受到关注。本文提出并评估了一种新型安全BD-RIS辅助的ISAC方案。该方案适用于多用户多目标ISAC网络,其中双功能雷达通信(DFRC)基站(BS)同时服务多个下行链路用户,并感知各种意图窃听发送给用户合法信号的目标。BD-RIS的存在使得规避LoS链路的缺失成为可能,并确保安全传输与感知。为此,构建了一个优化问题,旨在在满足保密性和发射功率约束的条件下,最大化目标反射功率的加权和。因此,基于交替优化(AO)和黎曼共轭梯度方法,获得了BD-RIS散射矩阵、发射信号波束成形矩阵以及人工噪声协方差矩阵的局部最优解。数值结果强调了(i)BD-RIS辅助设计相对于其对角RIS(D-RIS)基准方案带来的显著感知增益,以及(ii)改进的保密性-感知权衡,即BD-RIS能够在不降低每个目标反射功率的情况下确保系统保密性的提升。

0
下载
关闭预览

相关内容

中文版 | 侦察:超越ISR中的"R"
专知会员服务
17+阅读 · 2025年4月14日
5G-A通感一体典型场景技术解决方案白皮书
专知会员服务
54+阅读 · 2024年7月8日
【学界】DeepMind论文:深度压缩感知,新框架提升GAN性能
GAN生成式对抗网络
14+阅读 · 2019年5月23日
【知识图谱】知识图谱+人工智能=新型网络信息体系
产业智能官
14+阅读 · 2018年11月18日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
8+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员