Redes ISAC asistidas por RIS montados en UAV con restricciones de secreto: optimización de posición y formación de haz de potencia
Autores: Yang, Weichao; Wang, Yajing; Wang, Dawei; He, Yixin; Li, Li
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Redes ISAC asistidas por RIS montados en UAV con restricciones de secreto: optimización de posición y formación de haz de potencia
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Investiga
Soluciones de secreto
Sensores y comunicación integrados
Superficie inteligente reflectante
Vehículo aéreo no tripulado
Rendimiento del sistema
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este documento investiga soluciones de secreto para sistemas de comunicación y detección integrada (ISAC), aprovechando la combinación de una superficie inteligente reflectante (RIS) y un vehículo aéreo no tripulado (UAV) para introducir nuevos grados de libertad que mejoren el rendimiento del sistema. Específicamente, proponemos un sistema ISAC seguro apoyado por un RIS montado en un UAV, donde una estación base ISAC (BS) facilita la comunicación segura entre múltiples usuarios mientras detecta simultáneamente posibles objetivos de radar maliciosos. Nuestro objetivo es mejorar el rendimiento de la estimación de parámetros, medido por el límite de Cramér-Rao (CRB), optimizando conjuntamente la posición del UAV, la formación de haces de transmisión y la formación de haces del RIS, sujeto a restricciones que incluyen el área de vuelo del UAV, los requisitos de calidad de servicio (QoS) de los usuarios de comunicación, las demandas de transmisión segura, el presupuesto de potencia y los límites del coeficiente de reflexión del RIS. Para abordar este problema no convexo, multivariado y acoplado, lo descomponemos en tres subproblemas, que se resuelven de manera iterativa utilizando algoritmos de optimización por enjambre de partículas (PSO), relajación semidefinida (SDR), minimización por mayoración (MM) y método de dirección alternante de multiplicadores (ADMM). Nuestros resultados numéricos validan la efectividad del esquema propuesto y demuestran el potencial de emplear RIS montados en UAV en sistemas ISAC para mejorar las capacidades de detección de radar.
Descripción
Este documento investiga soluciones de secreto para sistemas de comunicación y detección integrada (ISAC), aprovechando la combinación de una superficie inteligente reflectante (RIS) y un vehículo aéreo no tripulado (UAV) para introducir nuevos grados de libertad que mejoren el rendimiento del sistema. Específicamente, proponemos un sistema ISAC seguro apoyado por un RIS montado en un UAV, donde una estación base ISAC (BS) facilita la comunicación segura entre múltiples usuarios mientras detecta simultáneamente posibles objetivos de radar maliciosos. Nuestro objetivo es mejorar el rendimiento de la estimación de parámetros, medido por el límite de Cramér-Rao (CRB), optimizando conjuntamente la posición del UAV, la formación de haces de transmisión y la formación de haces del RIS, sujeto a restricciones que incluyen el área de vuelo del UAV, los requisitos de calidad de servicio (QoS) de los usuarios de comunicación, las demandas de transmisión segura, el presupuesto de potencia y los límites del coeficiente de reflexión del RIS. Para abordar este problema no convexo, multivariado y acoplado, lo descomponemos en tres subproblemas, que se resuelven de manera iterativa utilizando algoritmos de optimización por enjambre de partículas (PSO), relajación semidefinida (SDR), minimización por mayoración (MM) y método de dirección alternante de multiplicadores (ADMM). Nuestros resultados numéricos validan la efectividad del esquema propuesto y demuestran el potencial de emplear RIS montados en UAV en sistemas ISAC para mejorar las capacidades de detección de radar.