WikiEdge:ArXiv-2408.17050v1/summary
核心内容
本文研究了在相关瑞利衰落条件下的安全集成感知与通信（ISAC）场景。在该场景中，信号通过一个状态依赖的窃听信道传输，其中一个合法接收器与发射机通信，同时发射机希望感知一个诚实但好奇的目标。安全ISAC信道被建模为两个具有相关瑞利衰落系数的状态依赖快速衰落信道，以及独立的加性高斯噪声分量。通过将延迟的信道输出反馈给发射机，以提高通信性能并估计信道状态序列。文章建立了在相关瑞利衰落条件下，针对降级安全ISAC信道的可实现保密-失真区域，并评估了大量参数的内界，以得出安全ISAC方法的实际设计见解。研究结果特别包括了保密容量超过经典窃听信道设置的参数范围，以及接近信道容量的参数范围。 系统模型包括一个发射机、一个合法接收器、一个状态估计器和一个窃听者（Eve）。发射机希望传输一个均匀分布的消息M，通过快速衰落加性高斯噪声（AGN）安全ISAC信道，其中独立同分布的衰落信道系数（Sn1, Sn2）由接收器和窃听者分别因果估计。给定M，发射机使用编码函数Enci(·)生成信道输入Xn，使得Xi = Enci(M, Zi−1)，其中Zi−1是先前的信道输出反馈。文章定义了安全相关快速衰落ISAC问题的保密-失真区域，并针对物理降级和随机降级ISAC信道给出了保密-失真区域的描述。此外，文章还考虑了具有双变量瑞利衰落分布的信道，并在安全ISAC信道是随机降级的情况下，描述了可实现的保密-失真区域。 文章通过数值结果和讨论，评估了在不同参数设置下的保密通信速率。结果表明，在低相关性下，保密通信速率随着发射功率的增加而增加，而在高相关性下，保密通信速率在低发射功率下迅速增加，但在高发射功率下增长缓慢。此外，文章还讨论了在不同信噪比和相关性参数下，保密通信速率的变化趋势。研究得到了德国联邦教育研究部、德国研究基金会、美国国家科学基金会和美国交通部等机构的支持。