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:本研究针对安全一体化感知与通信(ISAC)系统,提出了一种创新的雷达中心式信号设计与架构。所提框架旨在为数据传输提供稳健的物理层安全保护,同时增强感知隐私性。该方法在调频连续波雷达(FMCW)啁啾信号上融合了索引调制与相位编码技术:索引调制提供数据安全的外层防护,而相位编码经过显式设计以扰乱信号的模糊函数,从而提升感知隐私性。该设计通过使非授权无源感知硬件(即感知窃听者)实际上无法估计目标速度,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,本研究还提出了有效调制与解调所提ISAC信号、并在合法感知硬件上执行感知所需的发射机与接收机架构。仿真结果表明,所提方法在增强通信安全与感知隐私性的同时,实现了高数据吞吐量。

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