KR101420664B1 - 중계기 및 이를 이용한 무선 채널 사용자의 정보 보호 방법 - Google Patents

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KR101420664B1
KR101420664B1 KR1020120138776A KR20120138776A KR101420664B1 KR 101420664 B1 KR101420664 B1 KR 101420664B1 KR 1020120138776 A KR1020120138776 A KR 1020120138776A KR 20120138776 A KR20120138776 A KR 20120138776A KR 101420664 B1 KR101420664 B1 KR 101420664B1
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Abstract

원하지 않은 백색 잡음이 부가적으로 증폭되는 것을 막을 수 있는 중계기 및 이를 이용한 무선 채널 사용자의 정보 보호 방법을 제시한다. 제시된 중계기는 송신단과 수신단으로부터의 신호를 수신하고 수신한 신호를 디코딩하여 수신한 신호에 부가된 백색 잡음을 제거하는 복조기, 복조기에서 출력되는 신호에 대하여 송신단과 해당 중계기간의 채널 이득과 송신단과 수신단간의 채널 이득 및 수신단과 해당 중계기간의 채널 이득을 적용하여 전송할 신호를 재구성하는 재구성부, 및 재구성부에서 재구성한 전송할 신호를 인코딩하여 수신단으로 보내는 변조기를 포함한다. 협력 중계기에서 인공 잡음을 수신한 후 복호 및 재구성을 함으로써, 중계기에서 불필요한 부가 백색 잡음이 증폭되는 것을 방지할 수 있다.

Description

중계기 및 이를 이용한 무선 채널 사용자의 정보 보호 방법{Relay and data protection method of the wireless channel user using the relay}
본 발명은 중계기 및 이를 이용한 무선 채널 사용자의 정보 보호 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 물리채널 보안 방식을 이용한 무선 채널 사용자의 정보를 보호하기 위한 중계기 및 이를 이용한 무선 채널 사용자의 정보 보호 방법에 관한 것이다.
무선 통신 시스템은 그 본연의 특성상 많은 보안 및 사생활 관련 공격에 영향을 받기 쉽다. 이러한 무선 통신 시스템의 보급이 계속해서 늘어남에 따라 이러한 취약성도 더욱 증대하게 된다.
이와 같은 무선 통신에서의 정보 보안을 위해 종래에는 수학적인 복잡도에 의존한 암/복호를 이용한 방식을 주로 사용하였고, 정보 이론에 기반한 물리채널 보안 방식이 제안되었다[Wyner, 1975].
물리채널 보안 방식의 한 방법으로 IEEE Transactions on Wireless Communications Vol,7, No.6에 게재된 방식("Guaranteeing Secrecy using Artificial Noise", Satahu Goel, Rohit Negi, 2008.6 발표)이 있다.
그 "Guaranteeing Secrecy using Artificial Noise"에서는, 송신단과 수신단 사이에 중계기가 존재하는 환경에서 도청단의 채널의 용량을 감소시키기 위해서 인위적인 잡음을 생성하여 전송한다.
다시 말해서, 상기 게재된 방식("Guaranteeing Secrecy using Artificial Noise")은 도 1과 같은 무선 전송 채널 환경에서 송신단(10)에서 수신단(20)으로 정보를 전송하려 할 때, 다수의 협력 중계기(40; R1 ~ RN)를 이용해서 인공 잡음을 생성하여 전송하고, 적법한 수신단에서는 중계기에서 전송한 인공 잡음을 제거하고, 도청단(30)은 인공잡음을 제거할 수 없어서 도청단(30)의 채널 용량을 감소시키는 방식을 사용한다.
즉, 상기 게재된 방식에서의 정보의 전송은 다음의 두 단계를 거쳐서 이루어진다.
제 1단계로는, 송신단(10)에서 신호 "
Figure 112012099909968-pat00001
"를 중계기(40)에게로 전송하고, 수신단(20)은 신호 " y "를 중계기(40)에게로 전송한다.
Figure 112012099909968-pat00002
는 송신단과 수신단 사이의 채널 이득, x 는 전송할 신호이고, y는 수신단에서 전송하는 신호이다. 그에 따라, 예를 들어 i번째 중계기(40) 에서 수신한 신호 및 도청단에서 수신한 신호는 다음의 식1 및 식2와 같다.
(식 1)
Figure 112012099909968-pat00003
(식 2)
Figure 112012099909968-pat00004
여기서,
Figure 112012099909968-pat00005
는 i번째 중계기(40)의 수신 신호이고,
Figure 112012099909968-pat00006
는 송신단(10)과 i번째 중계기(40)간의 채널 이득이고,
Figure 112012099909968-pat00007
는 송신단과 수신단 사이의 채널 이득이고,
Figure 112012099909968-pat00008
는 수신단(20)과 i번째 중계기(40)간의 채널 이득이고,
Figure 112012099909968-pat00009
는 백색 부가잡음이다
그리고,
Figure 112012099909968-pat00010
는 제 1단계에서 도청단(30)의 수신 신호이고,
Figure 112012099909968-pat00011
는 송신단(10)과 도청단(30)간의 채널 이득이고,
Figure 112012099909968-pat00012
는 수신단(20)과 도청단(30)간의 채널 이득이고,
Figure 112012099909968-pat00013
는 제 1단계에서 도청단(30)의 백색 부가잡음이다.
제 2단계로는, 송신단(10)은 인공 잡음과 전송하려는 신호 즉,
Figure 112012099909968-pat00014
를 수신단(20)에게로 전송하고, i번째 중계기(40)는 신호 "
Figure 112012099909968-pat00015
i"를 수신단(20)에게로 전송한다.
여기서,
Figure 112012099909968-pat00016
는 1단계에서 중계기가 수신한 신호를 재전송(Amplify and forward)한 신호의 합이고, z는 송신단(10)에서 전송하고자 하는 신호이고,
Figure 112012099909968-pat00017
는 i번째 중계기(40)에서 사용하는 신호 세기를 조절하는 파라미터이고,
Figure 112012099909968-pat00018
는 제 1단계에서 i번째 중계기(40)가 수신한 신호이다.
그에 따라, 최종적으로 수신단(20)의 수신 신호(
Figure 112012099909968-pat00019
)와 도청단(30)의 수신 신호(
Figure 112012099909968-pat00020
)는 다음의 식 3 및 식 4와 같다.
(식 3)
Figure 112012099909968-pat00021
여기서,
Figure 112012099909968-pat00022
는 수신단(20)의 수신 신호이고,
Figure 112012099909968-pat00023
는 i번째 중계기(40)와 수신단(20)간의 채널 이득이고,
Figure 112012099909968-pat00024
는 수신단(20)에서의 백색 부가잡음이다. 인공 잡음은 수신단의 수신 신호에 영향을 주지 않음을 알 수 있다.
(식 4)
Figure 112012099909968-pat00025
여기서,
Figure 112012099909968-pat00026
는 제 2단계에서 도청단(30)의 수신 신호이고,
Figure 112012099909968-pat00027
는 i번째 중계기(40)와 도청단(30)간의 채널 이득이고,
Figure 112012099909968-pat00028
는 송신단과 도청자 간의 채널이득이고,
Figure 112012099909968-pat00029
는 i번째 중계기와 수신단 간의 채널이득이고,
Figure 112012099909968-pat00030
는 제 2단계에서 도청단(30)의 백색 부가잡음이다.
이와 같이 상기 게재된 방식("Guaranteeing Secrecy using Artificial Noise")에서는 상기 식 3에서와 같이 송신한 인공 잡음뿐만 아니라 백색 잡음(n i )까지 증폭되어 수신단(20)에 전송되므로, 수신단(20)의 보안 채널 용량이 낮아지는 문제점이 있다.
즉, 상기 종래의 논문("Guaranteeing Secrecy using Artificial Noise")에서는 중간에 다수개의 중계기를 이용해서 수신한 신호를 증폭해서 전송(Amplify and Forward)을 한다. 이 경우, 송신단과 다수개의 중계기 간의 잡음이 그대로 증폭이 되어, 수신단의 채널 용량도 같이 낮아지는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 원하지 않은 백색 잡음이 부가적으로 증폭되는 것을 막을 수 있는 중계기 및 이를 이용한 무선 채널 사용자의 정보 보호 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 중계기는, 송신단과 수신단으로부터의 신호를 수신하고, 상기 수신한 신호를 복조하여 상기 수신한 신호에 부가된 백색 잡음을 제거하는 복조기; 상기 복조기에서 출력되는 신호에 대하여 상기 송신단과 해당 중계기간의 채널 이득과 상기 송신단과 상기 수신단간의 채널 이득 및 상기 수신단과 해당 중계기간의 채널 이득을 적용하여 전송할 신호를 재구성하는 재구성부; 및 상기 재구성부에서 재구성한 신호를 변조하여 상기 수신단으로 보내는 변조기;를 포함한다.
바람직하게, 상기 재구성한 신호는
Figure 112012099909968-pat00031
이고,
여기서,
Figure 112012099909968-pat00032
는 상기 재구성한 신호이고, 상기
Figure 112012099909968-pat00033
는 상기 송신단과 해당 중계기간의 채널 이득이고, 상기
Figure 112012099909968-pat00034
는 상기 송신단과 상기 수신단간의 채널 이득이고, 상기
Figure 112012099909968-pat00035
는 상기 수신단과 해당 중계기간의 채널 이득이고, 상기
Figure 112012099909968-pat00036
는 상기 송신단에서 해당 중계기로 전송한 신호를 중계기에서 복조한 신호이고, 상기
Figure 112012099909968-pat00037
는 상기 수신단에서 해당 중계기로 전송한 신호를 중계기에서 복조한 신호이다.
본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 중계기를 이용한 무선 채널 사용자의 정보 보호 방법은, 송신단과 수신단 사이에 설치된 중계기가, 상기 송신단과 상기 수신단으로부터의 신호를 수신하는 단계; 상기 중계기가, 상기 신호를 수신하는 단계에서 수신한 신호를 복조하여 상기 수신한 신호에 부가된 백색 잡음을 제거하는 단계; 상기 중계기가, 상기 부가된 백색 잡음을 제거하는 단계에 의해 생성된 신호에 대하여 상기 송신단과 해당 중계기간의 채널 이득과 상기 송신단과 상기 수신단간의 채널 이득 및 상기 수신단과 해당 중계기간의 채널 이득을 적용하여 전송할 신호를 재구성하는 단계; 및 상기 중계기가, 상기 재구성하는 단계에 의해 재구성한 상기 신호를 변조하여 상기 수신단으로 보내는 단계;를 포함한다.
바람직하게, 상기 재구성하는 단계에 의해 재구성한 신호는
Figure 112012099909968-pat00038
이고,
여기서,
Figure 112012099909968-pat00039
는 상기 재구성한 신호이고, 상기
Figure 112012099909968-pat00040
는 상기 송신단과 해당 중계기간의 채널 이득이고, 상기
Figure 112012099909968-pat00041
는 상기 송신단과 상기 수신단간의 채널 이득이고, 상기
Figure 112012099909968-pat00042
는 상기 수신단과 해당 중계기간의 채널 이득이고, 상기
Figure 112012099909968-pat00043
는 상기 송신단에서 해당 중계기로 전송한 신호를 중계기에서 복조한 신호이고, 상기
Figure 112012099909968-pat00044
는 상기 수신단에서 해당 중계기로 전송한 신호를 중계기에서 복조한 신호이다.
이러한 구성의 본 발명에 따르면, 협력 중계기에서 인공 잡음을 수신한 후 복조 및 재구성을 함으로써, 중계기에서 불필요한 부가 백색 잡음이 증폭되는 것을 방지할 수 있다.
백색 잡음을 제거함으로써 수신단의 보안 채널 용량을 증가시킬 수 있고, 협업 중계기의 전력을 효율적으로 사용할 수 있게 된다.
도 1은 종래의 무선 전송 채널 환경에서 중계기를 갖는 시스템의 채널 이득 모델을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 중계기를 갖는 무선 통신 시스템의 모델을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 중계기의 내부 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 중계기를 이용한 무선 채널 사용자의 정보 보호 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
본 발명은 협력 중계기에서 인공잡음을 수신한 후 복조 및 재구성을 함으로써, 의도치 않은 백색 잡음이 증폭되는 것을 방지할 수 있고, 또한 협력 중계기의 전력의 효율적인 사용이 가능하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 중계기 및 이를 이용한 무선 채널 사용자의 정보 보호 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명이 적용되는 중계기를 갖는 무선 통신 시스템의 모델을 나타낸 도면이다. 본 발명이 적용되는 무선 통신 시스템의 모델은 기본적으로 중계기(130a ~ 130n)를 이용한다.
송신단(100)과 수신단(110) 사이에는 다수의 중계기(130a ~ 130n)가 상호 개별적으로 설치된다.
송신단(100)은 다수의 중계기(130a ~ 130n)에서 신호 복조를 위해 필요로 하는 신호(예컨대, "
Figure 112012099909968-pat00045
")를 중계기(130a ~ 130n)에게로 전송한다. 여기서, "
Figure 112012099909968-pat00046
"는 송신단과 수신단 간의 채널이득이고, "x"는 송신단(100)에서 전송할 신호이다. 송신단(100)은 중계기(130a ~ 130n)가 백색 잡음이 제거된 재구성한 신호를 수신단(110)으로 전송할 때 앞선 단계에서 수신한 신호(
Figure 112012099909968-pat00047
)와 전송하려는 신호("z")를 수신단(110)에게로 전송한다.
수신단(110)은 신호 "y"를 중계기(130a ~ 130n)에게로 전송한다. 여기서, 신호 "y"는 중계기와 수신단이 미리 알고 있는 신호 또는 인공부가 잡음이다.
수신단(110)은 중계기(130a ~ 130n)에서 전송되어 오는 백색 잡음이 제거된 재구성한 신호를 수신한다. 이때, 수신단(110)은 송신단(100)에서 전송되어 오는 1단계에서 수신한 신호의 합(
Figure 112012099909968-pat00048
) 및 전송하려는 신호("z")를 수신한다.
도청단(120)은 송신단(100)과 수신단(110)이 중계기(130a ~ 130n)에게로 전송하는 신호 및 중계기(130a ~ 130n)가 수신단(110)에게로 전송하는 신호를 도청하는 단말이다.
중계기(130a ~ 130n)는 송신단(100)에서 전송되어 오는 신호 복조에 필요한 신호(예컨대, "
Figure 112012099909968-pat00049
")를 수신한다. 그리고, 중계기(130a ~ 130n)는 수신단(110)에서 전송되어 오는 신호 "
Figure 112012099909968-pat00050
"를 수신한다. 중계기(130a ~ 130n)는 송신단(100)과 수신단(110)으로부터의 신호를 수신하여 디코딩(복조)하고, 디코딩(복조)한 신호를 기준으로 전송할 신호를 재구성한다. 여기서, 중계기(130a ~ 130n)가 수신한 신호를 디코딩(복조)하게 되면 수신한 신호에 부가된 백색 잡음이 제거된다. 그리고, 중계기(130a ~ 130n)는 전송할 신호의 재구성시, 부가된 백색 잡음이 제거된 디코딩(복조)한 신호에 대하여 송신단(100)과 해당 중계기간의 채널 이득과 송신단(100)과 수신단(110)간의 채널 이득 및 수신단(110)과 해당 중계기간의 채널 이득을 적용하여 전송할 신호로 재구성한다. 이와 같이 재구성한 전송할 신호에는 백색 잡음이 포함되지 않는다. 중계기(130a ~ 130n)는 재구성한 전송할 신호를 수신단(110)에게로 전송한다.
도 3은 도 2에 도시된 중계기(130a ~ 130n)의 내부 구성도이다.
각각의 중계기(130a ~ 130n)는 도 3에서와 같이 복조기(142), 재구성부(144), 및 변조기(146)를 포함한다.
복조기(142)는 송신단(100)과 수신단(110)으로부터의 신호를 안테나(140)를 통해 수신하고, 수신한 신호(300)를 디코딩(복조)하여 수신한 신호에 부가된 백색 잡음을 제거한다. 예를 들어, i번째 중계기에서 수신한 신호(식 1)가 복조기(142)를 통과하면 다음의 (식 5)와 같이 된다.
(식 5)
Figure 112012099909968-pat00051
복조기(142)에서는
Figure 112012099909968-pat00052
및
Figure 112012099909968-pat00053
는 완벽하게 채널 추정을 할 수 있다는 가정하에 복조를 수행한다. 또한, 재구성부(144)에서도 채널 이득을 완벽하게 추정한 값으로 재구성을 할 수 있다고 가정한다. 이 가정 부분은 상기 논문("Guaranteeing Secrecy using Artificial Noise")에서도 동일하게 가정한다.
재구성부(144)는 상기 부가된 백색 잡음이 제거된 상기 디코딩(복조)한 신호(301)를 근거로 전송할 신호를 재구성한다. 바람직하게, 재구성부(144)는 백색 잡음이 제거된 디코딩(복조)한 신호에 대하여 송신단(100)과 해당 중계기간의 채널 이득(
Figure 112012099909968-pat00054
)과 송신단(100)과 수신단(110)간의 채널 이득(
Figure 112012099909968-pat00055
) 및 수신단(110)과 해당 중계기간의 채널 이득(
Figure 112012099909968-pat00056
)을 적용하여 전송할 신호로 재구성한다. 그 재구성한 전송할 신호는 식으로 표현하면 다음의 식 6과 같다.
(식 6)
Figure 112012099909968-pat00057
여기서,
Figure 112012099909968-pat00058
는 예를 들어 i번째 중계기에서 재구성한 신호이고,
Figure 112012099909968-pat00059
는 송신단과 중계기간의 채널 이득이고,
Figure 112012099909968-pat00060
는 수신단과 중계기간의 채널 이득이고,
Figure 112012099909968-pat00061
는 송신단(100)에서 해당 중계기(예컨대, i번째 중계기)로 전송한 신호를 중계기에서 복조한 신호,
Figure 112012099909968-pat00062
는 수신단(110)에서 해당 중계기(예컨대, i번째 중계기)로 전송한 신호를 중계기에서 복조한 신호이다.
변조기(146)는 재구성부(144)에서 재구성한 전송할 신호(즉,
Figure 112012099909968-pat00063
)(302)를 변조하여 안테나(148)를 통해 수신단(110)으로 보낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 중계기를 이용한 무선 채널 사용자의 정보 보호 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
먼저, 제 1단계로서, 송신단(100)에서는 신호 "
Figure 112012099909968-pat00064
"를 중계기(130a ~ 130n)에게로 전송하고, 수신단(110)은 신호 "y"를 중계기(130a ~ 130n)에게로 전송한다(S10). 여기서,
Figure 112012099909968-pat00065
는 송신단과 수신단 간의 채널 이득이고, x는 전송할 신호이고, y는 중계기와 수신단이 미리 알고 있는 신호 또는 인공부가 잡음이다. 그에 따라, 중계기(130a ~ 130n)의 수신 신호(
Figure 112012099909968-pat00066
) 및 도청단(120)의 수신 신호(
Figure 112012099909968-pat00067
)는 상술한 식 1 및 식 2와 같다. 제 1단계는 종래와 동일한 반이중 전송 환경을 가정한다. 즉, 송신단(100)에서 신호 "
Figure 112012099909968-pat00068
"를 전송하는 경우, 수신단(110)은 신호 "y"를 전송하지 않는다. 또한, 수신단(110)에서 신호 "y"를 전송할 때에는 송신단(100)에서는 신호 "
Figure 112012099909968-pat00069
"를 동시에 전송하지 않는다.
제 2단계로는, 중계기(130a ~ 130n)는 제 1단계에 의해 수신한 신호를 디코딩(복조)함으로써 수신한 신호에 부가된 백색 잡음을 제거한다(S12). 예를 들어, i번째 중계기가 안테나(140)를 통해 수신한 신호(
Figure 112012099909968-pat00070
)(300)가 상술한 식 1에서와 같은
Figure 112012099909968-pat00071
이라면 i번째 중계기의 복조기(142)가 그 신호(300)를 디코딩(복조)하게 되면 하기의 식 5와 같이 된다. 하기의 식 5를 보게 되면 i번째 중계기에서 복조한 신호(301)에는 백색 잡음이 없음을 알 수 있다.
(식 5)
Figure 112012099909968-pat00072
제 3단계로는, 중계기(130a ~ 130n)는 제 2단계에서 디코딩(복조)한 신호를 기준으로 전송할 신호를 재구성한다(S14). 보다 상세하게는, 중계기(130a ~ 130n)는 백색 잡음이 제거된 디코딩(복조)한 신호에 대하여 송신단(100)과 해당 중계기간의 채널 이득(
Figure 112012099909968-pat00073
)과 송신단(100)과 수신단(110)간의 채널 이득(
Figure 112012099909968-pat00074
) 및 수신단(110)과 해당 중계기간의 채널 이득(
Figure 112012099909968-pat00075
)을 적용하여 전송할 신호로 재구성한다. 신호를 재구성함으로써, 송신단과 중계기, 수신단과 중계기 사이의 채널 이득을 이용하여 최종적으로 수신단의 채널 이득을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, i번째 중계기의 재구성부(144)에서 재구성한 신호(302)를 식으로 표현하면 하기의 식 6과 같다. 하기의 식 6을 보게 되면 i번째 중계기에서 재구성한 신호(302)에는 백색 잡음이 없음을 알 수 있다. 본 과정에서는 기존의 방식에서와 마찬가지로 각 채널 정보는 완벽하게 알고 있다는 가정하에 복조 및 재구성을 한다.
(식 6)
Figure 112012099909968-pat00076
여기서,
Figure 112012099909968-pat00077
는 예를 들어 i번째 중계기에서 재구성한 신호이고,
Figure 112012099909968-pat00078
는 송신단과 중계기간의 채널 이득이고,
Figure 112012099909968-pat00079
는 수신단과 중계기간의 채널 이득이고,
Figure 112012099909968-pat00080
는 송신단(100)에서 해당 중계기(예컨대, i번째 중계기)로 전송한 신호를 중계기에서 복조한 신호,
Figure 112012099909968-pat00081
는 수신단(110)에서 해당 중계기(예컨대, i번째 중계기)로 전송한 신호를 중계기에서 복조한 신호이다.
제 4단계로는, 중계기(130a ~ 130n)는 재구성한 신호를 인코딩(변조)하여 수신단(110)으로 전송한다(S16). 예를 들어, i번째 중계기의 변조기(146)에서 출력되는 송신할 신호(303)는 하기의 식 7과 같다. 하기의 식 7을 보게 되면 i번째 중계기에서 최종적으로 출력되는 신호(303)에는 백색 잡음이 없음을 알 수 있다.
(식 7)
Figure 112012099909968-pat00082
이와 함께, 중계기(130a ~ 130n)가 재구성한 신호를 수신단(110)으로 전송할 때 송신단(100)에서도 전송할 신호를 수신단(110)에게로 전송한다(S18). 송신단(100)에서 수신단(110)으로 전송할 신호는
Figure 112012099909968-pat00083
이다.
마지막으로, 제 5단계에서는 수신단(110) 및 도청단(120)에서 신호를 수신하여 보안 채널 용량을 구한다(S20). 여기서, 수신단(110)에서 수신한 신호는 하기의 식 8과 같다.
(식 8)
Figure 112012099909968-pat00084
상기의 식 8을 종래의 방식에 의한 식 3과 비교하여 보면, 종래의 방식에 의해서는 수신단에는 i번째 중계기에서의 백색 부가 잡음이 증폭되어 포함되었지만, 상기의 식 8을 보면 i번째 중계기에서의 백색 부가 잡음이 포함되지 않았음을 알 수 있다. 그에 따라, 본 발명에 의해서는 의도하지 않은 백색 부가 잡음이 증폭되는 것을 방지할 수 있음을 알 수 있다.
그리고, 도청단(120)이 수신한 신호는 하기의 식 9와 같다.
(식 9)
Figure 112012099909968-pat00085
상술한 식 8 및 식 9를 보면, 수신단(110)에서는 인공 잡음을 제거하고 도청단(120)에는 인공 잡음이 존재하므로, 수신단(110)의 보안 채널 용량은 종래에 비해 증가하지만 도청단(120)의 채널 용량은 종래와 같이 감소시키게 된다.
한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.
100 : 송신단 110 : 수신단
120 : 도청단 130a ~ 130n : 중계기
140, 148 : 안테나 142 : 복조기
144 : 재구성부 146 : 변조기

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 송신단과 수신단으로부터의 신호를 수신하고, 상기 수신한 신호를 복조하여 상기 수신한 신호에 부가된 백색 잡음을 제거하는 복조기;
    상기 복조기에서 출력되는 신호에 대하여 상기 송신단과 해당 중계기간의 채널 이득과 상기 송신단과 상기 수신단간의 채널 이득 및 상기 수신단과 해당 중계기간의 채널 이득을 적용하여 전송할 신호를 재구성하는 재구성부; 및
    상기 재구성부에서 재구성한 신호를 변조하여 상기 수신단으로 보내는 변조기;를 포함하고,
    상기 재구성한 신호는
    Figure 112014025148289-pat00086
    이고,
    여기서,
    Figure 112014025148289-pat00087
    는 i번째 중계기에서 재구성한 신호이고, 상기
    Figure 112014025148289-pat00088
    는 상기 송신단과 해당 중계기간의 채널 이득이고, 상기
    Figure 112014025148289-pat00089
    는 상기 송신단과 상기 수신단간의 채널 이득이고, 상기
    Figure 112014025148289-pat00090
    는 상기 수신단과 해당 중계기간의 채널 이득이고, 상기
    Figure 112014025148289-pat00091
    는 상기 송신단에서 해당 중계기로 전송한 신호를 중계기에서 복조한 신호이고, 상기
    Figure 112014025148289-pat00092
    는 상기 수신단에서 해당 중계기로 전송한 신호를 중계기에서 복조한 신호인 것을 특징으로 하는 중계기.
  3. 삭제
  4. 송신단과 수신단 사이에 설치된 중계기가, 상기 송신단과 상기 수신단으로부터의 신호를 수신하는 단계;
    상기 중계기가, 상기 신호를 수신하는 단계에서 수신한 신호를 복조하여 상기 수신한 신호에 부가된 백색 잡음을 제거하는 단계;
    상기 중계기가, 상기 부가된 백색 잡음을 제거하는 단계에 의해 생성된 신호에 대하여 상기 송신단과 해당 중계기간의 채널 이득과 상기 송신단과 상기 수신단간의 채널 이득 및 상기 수신단과 해당 중계기간의 채널 이득을 적용하여 전송할 신호를 재구성하는 단계; 및
    상기 중계기가, 상기 재구성하는 단계에 의해 재구성한 상기 신호를 변조하여 상기 수신단으로 보내는 단계;를 포함하고,
    상기 재구성하는 단계에 의해 재구성한 신호는
    Figure 112014025148289-pat00093
    이고,
    여기서,
    Figure 112014025148289-pat00094
    는 i번째 중계기에서 재구성한 신호이고, 상기
    Figure 112014025148289-pat00095
    는 상기 송신단과 해당 중계기간의 채널 이득이고, 상기
    Figure 112014025148289-pat00096
    는 상기 송신단과 상기 수신단간의 채널 이득이고, 상기
    Figure 112014025148289-pat00097
    는 상기 수신단과 해당 중계기간의 채널 이득이고, 상기
    Figure 112014025148289-pat00098
    는 상기 송신단에서 해당 중계기로 전송한 신호를 중계기에서 복조한 신호이고, 상기
    Figure 112014025148289-pat00099
    는 상기 수신단에서 해당 중계기로 전송한 신호를 중계기에서 복조한 신호인 것을 특징으로 하는 중계기를 이용한 무선 채널 사용자의 정보 보호 방법.
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