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:本研究针对安全集成感知与通信(ISAC)系统,提出了一种新颖的以雷达为中心的信号设计与架构。所提出的框架旨在为数据传输提供稳健的物理层安全,同时增强感知隐私。该框架在调频连续波雷达(FMCW)啁啾信号上采用索引调制和相位编码,其中索引调制(IM)提供外层数据安全,我们明确设计相位编码(PC)以扰动所得信号的模糊函数(AF),从而增强感知隐私。这种设计通过使目标速度估计对于未授权被动感知硬件(即感知窃听者,S-Eve)实际上不可行,并显著削弱其距离估计能力,从而降低未授权监视的风险。此外,本研究还提出了对所提出的ISAC信号进行有效调制解调以及合法感知硬件执行感知所需的发射机和接收机架构。仿真结果表明,所提出的方法在提高通信安全性和感知隐私性的同时,实现了高数据吞吐量。

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