一种基于扩展卡尔曼滤波的智能反射面辅助通感一体化系统安全传输方案

来源：电子与信息学报杂志2025年第4期北京时间：

作者：梁彦, 杨晓宇, 李飞

单位：南京邮电大学通信与信息工程学院 南京 210003

摘要：为了解决智能反射面(IRS)辅助的通感一体化系统(ISAC)的安全通信问题，该文提出一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)目标追踪的安全传输方案。首先，针对作为潜在窃听者的移动感知目标，利用ISAC基站的感知功能从雷达回波中获取其状态参数，并采用EKF技术对其运动轨迹进行实时跟踪和预测。然后，利用感知目标的实时位置和信道状态信息调整基站发射波束成形和IRS反射波束成形。在此基础上，通过联合优化基站的发射波束成形、接收波束成形、上行链路用户的发射功率以及IRS的反射波束成形，最大化系统的保密速率。利用交替优化的思想将该非凸优化问题解耦为3个独立的子问题，并分别基于连续凸近似、丁克尔巴赫变换和优化最小化求解子问题。仿真结果表明，该方案可以对移动的感知目标进行有效的轨迹追踪，以提供更高的保密速率。同时证实了与没有IRS的方案相比，IRS的辅助能够实现更好的安全通信性能。

关键词：通感一体化, 安全通信, 智能反射面, 扩展卡尔曼滤波

基金资助：国家自然科学基金(62271265)