This paper studies a secrecy integrated sensing and communication (ISAC) system, in which a multi-antenna base station (BS) aims to send confidential messages to a single-antenna communication user (CU), and at the same time sense several targets that may be suspicious eavesdroppers. To ensure the sensing quality while preventing the eavesdropping, we consider that the BS sends dedicated sensing signals (in addition to confidential information signals) that play a dual role of artificial noise (AN) for confusing the eavesdropping targets. Under this setup, we jointly optimize the transmit information and sensing beamforming at the BS, to minimize the matching error between the transmit beampattern and a desired beampattern for sensing, subject to the minimum secrecy rate requirement at the CU and the transmit power constraint at the BS. Although the formulated problem is non-convex, we propose an algorithm to obtain the globally optimal solution by using the semidefinite relaxation (SDR) together with a one-dimensional (1D) search. Next, to avoid the high complexity induced by the 1D search, we also present two sub-optimal solutions based on zero-forcing and separate beamforming designs, respectively. Numerical results show that the proposed designs properly adjust the information and sensing beams to balance the tradeoffs among communicating with CU, sensing targets, and confusing eavesdroppers, thus achieving desirable transmit beampattern for sensing while ensuring the CU's secrecy rate.


翻译:本文研究一种保密综合遥感和通信系统(ISAC),在这个系统中,一个多ANTANNA基地台(BS)旨在向单一ANTANNA通信用户(CU)发送机密信息,同时感知一些可能令人怀疑的窃听者。为了确保感测质量,同时防止窃听,我们认为,BS发出专门的感测信号(除了机密信息信号之外),在混淆窃听目标方面起着人工噪音(AN)的双重作用。在这个设置下,我们共同优化BS的传输信息和感测成型,以最大限度地减少发送的感测器和所希望的感测器之间的匹配差错,但须符合CU的最起码的保密率要求和BS的传导力限制。虽然所提出的问题不是Convex,但我们建议一种算法,通过使用半精确调适调(SDR)和一维(1D)搜索来获得全球最佳的解决方案。 其次,要避免在1D搜索中引起高的感测和感测的感测结果之间产生高复杂性,同时,我们提出两种不同的感测结果,要适当调整。

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