In this work, we investigate a blockage-aware pinching antenna (PA) system designed for secure and robust wireless communication. The considered system comprises a base station equipped with multiple waveguides, each hosting multiple PAs, and serves multiple single-antenna legitimate users in the presence of multi-antenna eavesdroppers under imperfect channel state information (CSI). To safeguard confidential transmissions, artificial noise (AN) is deliberately injected to degrade the eavesdropping channels. Recognizing that conventional linear CSI-error bounds become overly conservative for spatially distributed PA architectures, we develop new geometry-aware uncertainty sets that jointly characterize eavesdroppers position and array-orientation errors. Building upon these sets, we formulate a robust joint optimization problem that determines per-waveguide beamforming and AN covariance, individual PA power-ratio allocation, and PA positions to maximize the system sum rate subject to secrecy constraints. The highly non-convex design problem is efficiently addressed via a low computational complexity iterative algorithm that capitalizes on block coordinate descent, penalty-based methods, majorization-minimization, the S-procedure, and Lipschitz-based surrogate functions. Simulation results demonstrate that sum rates for the proposed algorithm outperforms conventional fixed antenna systems by 4.7 dB, offering substantially improved rate and secrecy performance. In particular, (i) adaptive PA positioning preserves LoS to legitimate users while effectively exploiting waveguide geometry to disrupt eavesdropper channels, and (ii) neglecting blockage effects in the PA system significantly impacts the system design, leading to performance degradation and inadequate secrecy guarantees.


翻译:本文研究了一种用于安全鲁棒无线通信的阻塞感知型夹持天线系统。所考虑的系统包含一个配备多波导的基站,每个波导搭载多个夹持天线,在不完美信道状态信息条件下为多个单天线合法用户提供服务,同时存在多天线窃听者。为保障机密传输,系统主动注入人工噪声以恶化窃听信道。鉴于传统线性CSI误差界对空间分布式PA架构过于保守,我们开发了新的几何感知不确定集,能联合表征窃听者位置与阵列取向误差。基于这些集合,我们构建了一个鲁棒联合优化问题,通过确定每波导波束成形与人工噪声协方差、各PA功率比分配及PA位置,在保密约束下最大化系统和速率。该高度非凸设计问题通过低计算复杂度迭代算法高效求解,该算法融合了块坐标下降、惩罚函数法、主最小化、S-过程及基于Lipschitz的代理函数。仿真结果表明,所提算法的和速率较传统固定天线系统提升4.7 dB,显著改善了速率与保密性能。具体而言:(i)自适应PA定位在维持合法用户视距链路的同时,有效利用波导几何结构破坏窃听信道;(ii)忽略PA系统中的阻塞效应会严重影响系统设计,导致性能下降与保密保障不足。

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