KR101510590B1 - 다중 사용자 시스템의 보안 통신을 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

다중 사용자 시스템의 보안 통신을 위한 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명에서 제안하는 다중 사용자 시스템의 보안 통신을 위한 방법에 있어서, 보안 합 용량을 최대화할 수 있는 다중 입출력 보안 합 비율의 최대값을 구하도록, 상기 다중 입출력 보안 합 비율의 최대값과 동일한 패널티 다중 입출력 합 비율의 최대값을 구하는 단계; 상기 패널티 다중 입출력 합 비율의 최대값을 상기 다중 입출력 보안 합 비율의 최대값으로 변환하는 단계; 및 변환된 상기 다중 입출력 보안 합 비율의 최대값을 기지국에서 전송하는 신호의 공분산 행렬로 이용하여 최적의 알고리즘을 찾는 단계를 포함할 수 있다.

Description

다중 사용자 시스템의 보안 통신을 위한 장치 및 방법{Apparatus and method of secret communications in multiuser systems}
본 발명은 다중 사용자 시스템의 보안 통신을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 최적의 공분산 행렬을 구하는 알고리즘은 획득하여 보안 합 용량을 계산하는 다중 사용자 시스템의 보안 통신을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 무선 통신 관련 기술이 빠르게 발전하며 다양한 형태의 무선 통신 네트워크가 구축되고 있다. 무선통신은 전자기파를 이용하여 대기로 신호를 송출하거나 대기 중의 신호를 수신하여 통신을 수행하는 방식이다. 따라서, 허가되지 않은 제 3자가 수신대상과 근접하여 위치하고 수신대상으로 송신되는 신호의 부호화 방식을 알고 있다면, 송신 신호를 도청하여 둘 사이의 비밀 정보를 쉽게 빼낼 수 있는 위험을 가지고 있다.
일반적으로 데이터를 주고 받는 통신 노드 사이에 공유된 암호화키를 사용하여 신호를 스크램블(scramble)하는 보안 방법을 이용하여 무선통신에서의 보안을 유지하고 있다. 이러한 보안 형태는 허가되지 않은 제 3자가 신호를 해독하기 어렵게 만드는 암호화 프로포콜(cryptographic protocol)을 사용한다.
하지만, 송신자와 수신자가 통신을 수행하는 과정에서, 허가되지 않은 제 3자가 둘 사이에서 송수신되는 데이터를 도청하는 통신 모델을 와이너에 의해 처음으로 제안되었다. 그 후로도 무선통신의 브로드캐스팅(broadcasting) 특성 때문에 무선통신에서의 보안 전송률을 높이기 위한 방안들이 연구되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 최적의 공분산 행렬을 구하는 알고리즘을 제시하여 채널의 보안 합 용량을 정확하게 계산할 수 있는 다중 사용자 시스템의 보안 통신을 위한 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 보안 통신을 위해 도청하는 사용자가 있을 때에, 도청하는 사용자가 엿듣지 못하게 하면서 통신하는 다중 사용자 시스템의 보안 통신을 위한 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 다중 사용자 시스템의 보안 통신을 위한 방법은 보안 합 용량을 최대화할 수 있는 다중 입출력 보안 합 비율의 최대값을 구하는 단계; 상기 다중 입출력 보안 합 비율의 최대값과 동일한 패널티 다중 입출력 합 비율의 최대값을 구하는 단계; 및 상기 패널티 다중 입출력 합 비율의 최대값을 상기 다중 입출력 보안 합 비율의 최대값으로 변환하는 단계를 포함한다.
상기 패널티 다중 입출력 합 비율의 최대값을 상기 다중 입출력 보안 합 비율의 최대값으로 변환하는 단계는 일반화된 다중 입출력 방송 다중 접속 채널의 이중성(multiple input multiple output broadcasting multiple access channel duality; MIMO BC-MAC duality)을 이용하여 변환할 수 있다.
변환된 상기 다중 입출력 보안 합 비율의 최대값을 기지국에서 전송하는 신호의 공분산 행렬로 이용하여 최적의 알고리즘을 찾는 단계를 더 포함할 수 있다.
다른 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 다중 사용자 시스템의 보안 통신을 위한 장치는 보안 합 용량을 최대화할 수 있는 다중 입출력 보안 합 비율의 최대값을 구하는 최대값 획득부; 상기 다중 입출력 보안 합 비율의 최대값과 동일한 패널티 다중 입출력 합 비율의 최대값을 구하는 패널티 최대값 획득부; 상기 패널티 최대값 획득부에서 구한 상기 패널티 다중 입출력 합 비율의 최대값을 상기 다중 입출력 보안 합 비율의 최대값으로 변환하는 변환부를 포함한다.
상기 변환부는 변환된 상기 다중 입출력 보안 합 비율의 최대값을 기지국에서 전송하는 신호의 공분산 행렬로 이용하여 최적의 알고리즘을 찾을 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면 최적의 공분산 행렬을 구하는 알고리즘을 제시하여 채널의 보안 합 용량을 정확하게 계산할 수 있는 다중 사용자 시스템의 보안 통신을 위한 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면 다중 사용자 다중 안테나 시스템에서 보안 통신을 위해 도청하는 사용자가 있을 때에, 도청하는 사용자가 엿듣지 못하게 하면서 통신하는 다중 사용자 시스템의 보안 통신을 위한 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가우시안 다중 입력 다중 출력 도청 채널을 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가우시안 다중 입력 다중 출력 도청 채널을 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사용자 시스템의 보안 통신을 위한 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 SNR에 대한 보안 합 비율을 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
다중 사용자 채널에서 보안 통신을 위해 달성 가능한 전송률의 최대값인 보안 용량(secrecy capacity)은 알려졌으나, 이것을 달성하기 위한 최적의 송신 방식은 아직 구해지지 않았으므로, 본 발명에서는 최적화 기법을 사용하여 구하는 최적의 송신 방식을 알고리즘으로 제안한다.
무선 통신 채널의 두 가지 기본적인 특성은 첫 번째는 여러 사용자가 동시에 수신 가능하도록 방송(broadcast)이 된다는 것이며, 두 번째는 여러 무선 전파 신호가 중첩(superposition)이 된다는 것이다. 이러한 특성은 나쁜 의도를 가진 사용자에 의해서 악용될 가능성이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가우시안 다중 입력 다중 출력 도청 채널을 나타낸 도이다.
도 1을 참조하면, 가우시안 다중 입력 다중 출력 도청(Gaussian MIMO wiretap) 채널은 송신자, 합법적인 수신자, 그리고 도청하는 사용자를 포함하며, 각각 다중 안테나를 가지고 있는 채널이다.
송신부(10)는 데이터 신호를 대기 즉, 무선 채널을 통해 수신부(20)로 송신하며, 송신된 데이터 신호는 송신부(10)와 수신부(20) 사이에 존재하는 방해 대상에 의해 반사되어 서로 다른 경로로 페이딩되어 수신부 안테나(21)에 의해 수신된다.
수신부(20)는 다수의 수신 안테나(21)를 구비하며, 서로 다른 경로로 페이딩되어 수신되는 데이터 신호를 다수의 수신 안테나(21)를 이용하여 수신한다.
한편, 데이터 신호의 송신 범위에 위치하는 도청 수신부(30)는 송신부(10)로부터 송신되는 데이터 신호를 도청 안테나(31)를 이용하여 수신할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가우시안 다중 입력 다중 출력 도청 채널을 나타낸 도이다.
도 2를 참조하여, 도청 통신 모델을 보다 구체적으로 살펴보면, 송신부의 부호화기(40)는 데이터 소스(Uk)를 입력받아 부호화 데이터(Xn)을 생성하고, 생성한 부호화 데이터(Xn)를 주 채널(50)을 통해 수신부로 송신한다. 그리고, 수신부의 복호화기(60)는 주 채널(50)을 통해 부호화된 데이터 신호(Yk)을 수신하고 수신한 데이터 신호(Yk)를 부호화하여 복원 신호(Vk)를 생성한다. 한편, 수신부에서 수신한 데이터 신호(Yk)는 도청 채널(70)을 통해 허락 받지 않은 제3자에 의해 도청된다.
무선 통신에서 사용자의 가장 중요한 관심 중에 하나는 수신자와 송신자 사이에서 송수신되는 데이터를 허락 받지 않은 제3자가 도청하지 못하도록 하는 것이다. 따라서, 각각 정해진 채널 용량을 가지는 주 채널(50)과 도청 채널(70)에서 수신자가 데이터 신호를 도청하는 사용자에 의해 도청되지 않고 수신할 수 있는 조건에 대해 관심을 가지게 된다. 여기서, 채널 용량이란 데이터가 에러 없이 채널을 통해 상대방으로 송신되는 최대 속도, 즉 사용된 전송 매체가 수요할 수 있는 정보 송신 능력을 의미하며 안정 용량이란 데이터가 제3자의 도청 없이 주 채널을 통해 허락된 수신자로 송신되는 최대 속도를 의미한다. 즉, 안정 용량이란 주 채널의 채널 용량에서 도청 채널의 채널 용량을 뺀 값으로 계산된다.
따라서, 도청 채널의 보안 용량은 송신자가 수신자에게 전송하는 신호 중에 도청하는 사용자가 해독할 수 없는 데이터 전송률의, 보안 용량을 달성하기 위한 공분산 행렬(covariance matrix)을 찾는 최적화 문제를 풀어야 보안 용량을 구할 수 있다. 하지만, 최적의 공분산 행렬을 찾는 것은 여전히 어려울 뿐만 아니라, 논콘벡스(nonconvex)하여 풀기 어렵다는 문제점이 있다.
공분산 행렬을 구하는 방법으로는 송신자-수신자 채널이 송신자-도청하는 사용자 채널보다 좋은 방향만을 선택하고 파워 할당(power allocation)하는 방법, 일반화된 특이값 분해(singular value decomposition; SVD) 기반으로 구하는 방법, 공분산 행렬이 풀 랭크(full rank)라는 제한 조건을 두어서 구하는 방법, 그리고 교대로 최적화하여 구하는 방법 등이 있다.
여기에서는, 합법적인 사용자가 여러 명일 때의 보안 용량을 구하고, 최적의 공분산 형렬을 구하는 알고리즘은 제시함으로써, 공분산 행렬을 최적의 방식으로 구할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 사용자 시스템의 보안 통신을 위한 방법을 나타내는 흐름도이다.
먼저, 무선 다중 사용자 하향링크에서 기지국은 합법적인 사용자에게 메시지메 전송한다. 이때, 합법적인 사용자가 K명과, 도청하는 사용자가 1명이 존재하는 상황에서 각각의 합법적인 사용자 및 도청하는 사용자의 수신 신호는 [식 1]과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112014030811226-pat00001
다수의 송신 안테나를 구비하는 기지국 등의 송신부를 통해 송신된 데이터 신호(x)는 주 채널을 통해 수신부로 수신된다.
수신부에서 수신한 합법적인 사용자의 데이터 신호(yk)는 주 채널의 채널 이득 파라미터(H)에 따라 데이터 신호(x)가 격화되고, 주 채널을 통해 송신되는 동안 잡음(zk)이 첨가될 수 있다. 이때, Hk는 k번째 합법적인 사용자의 채널을 나타낸다.
한편, 도청하는 사용자의 데이터 신호(ye)는 도청 채널의 채널 이득 파라미터(G)에 따라 데이터 신호(y)가 격화되고, 도청 채널을 통해 송신되는 동안 잡음(ze)이 첨가될 수 있다.
여기서, 송신 신호
Figure 112014030811226-pat00002
는 독립적인 신호들의 K 중첩이며, 각각 가우시안 코드북에서 인코딩되어
Figure 112014030811226-pat00003
와 같이 표현될 수 있다. 그리고, 송신 전력 공분산 행렬(covariance matrix)
Figure 112014030811226-pat00004
은 전체 전력 P에 의해 제한될 수 있다.
또한, 공분산 행렬들의 집합은
Figure 112014030811226-pat00005
와 같이 표현될 수 있다.
그리고, k번째 사용자가 달성하는 보안 전송률(secrecy rate)은 [수 2]와 같이 표현할 수 있다.
Figure 112014030811226-pat00006
여기서, k는 합법적인 사용자이며, k=1, 2,…, K이고, H는 합법적인 사용자의 채널, G는 도청하는 사용자의 채널, S는 공분산 행렬, 그리고 I는 단위 행렬(identity matrix)을 나타낸다. 또한, πk는 순열 연산자(permutation operator)를 나타낸 것으로, BC에서 인코딩하는 순서를 나타낸다. 따라서, π의 인코딩 순서에 따라 확률적인 인코딩을 나타낸 것이다.
단계(110)에서, 보안 합 용량을 최대화할 수 있는 다중 입출력 보안 합 비율의 최대값을 구하여야 한다.
채널의 보안 합 용량(secrecy sum capacity)을 최대화하기 위해서, [수 3]에서 S k를 구해서, 이 값을 기지국에서 전송하는 신호의 공분산 행렬로 이용하면 된다.
Figure 112014030811226-pat00007
여기서, tr은 트레이스 연산자(trace operator)이다.
하지만, 상기 식을 계산하는 것은 논콘벡스(nonconvex) 문제라서 일반적으로 계산이 매우 복잡하다.
Figure 112014030811226-pat00008
여기서,
Figure 112014030811226-pat00009
은 도청없이 방송 채널의 최대 달성 가능한 비율을 나타낸다.
도청이 없는 상황에서, 다중 입출력 BC-MAC 변환 및 이중 분해에 의해 다중 입출력 방송 합 용량을 얻을 수 있다.
그러나, 도청이 있는 상황에서 이 방법은 쉽게 적용할 수 없다.
또한, 다중 입출력 방송 보안 합 비율 최대화는 논콘벡스(nonconvex)하다는 문제점이 있다. 이에 따라, 하기의 동일한 식으로 문제를 변환하여 계산할 수 있다.
단계(120)에서, 상기 [수 3]과 동일한 S k를 최적해를 갖도록 Γ를 구하여 계산할 수 있다.
이에 따라, 상기 다중 입출력 보안 합 비율(MIMO secrecy sum rate)의 최대값과 동일한 값인 패널티 다중 입출력 합 비율(penalized maximization MIMO sum rate)의 최대값을 구할 수 있다.
도청이 없는 방송 채널에서 패널티 합 비율 최대화는 [수 5]와 같이 표현할 수 있다.
Figure 112014030811226-pat00010
여기서,
Figure 112014030811226-pat00011
는 미분되고 점점 증가하는 최적화 변수
Figure 112014030811226-pat00012
이다.
Figure 112014030811226-pat00013
은 콘캐이브(concave)하지 않기 때문에, 여전히 논콘벡스하다는 문제가 있다. 이때,
Figure 112014030811226-pat00014
를 방송 합 비율을 최대화하여 페널티 용어로 간주할 수 있다. 따라서, 2개의 선형 송신 공분산 제약에 따라 목적 함수에서 제거할 경우, [수 6]과 같은 합 비율(sum rate)의 최대화를 얻을 수 있다.
Figure 112014030811226-pat00015
여기서, Γ는 주어진 상수이며, 최적화 변수가 아니다.
그리고, 두 개의 부등식 제약조건을 결합하기 위해, 음이 아닌 계수 λ1과 λ2를 이용할 수 있다.
Figure 112014030811226-pat00016
여기서,
Figure 112014030811226-pat00017
이며, λ1≥0, λ2≥0이다.
Figure 112014030811226-pat00018
Figure 112014030811226-pat00019
은 (λ1, λ2)의 크기에 의해 불변한다. 즉, 양수 c에 대해
Figure 112014030811226-pat00020
로 표현할 수 있다. 따라서, 최적성의 손실 없이, 1-차원 공간으로 λ1와 λ2 중 하나를 고정할 수 있다.
결국, 이 문제는 다음 문제를 풀어서 얻는 Q k를 구하여 S k로 변환을 시켜서 풀 수 있다.
Figure 112014030811226-pat00021
여기서,
Figure 112014030811226-pat00022
이다.
또한,Q k는 Q 1, Q 2,..., Q k-1, Q k+1,..., Q K가 주어졌을 때 다음과 같이 구할 수 있다.
Figure 112014030811226-pat00023
여기서,
Figure 112014030811226-pat00024
는
Figure 112014030811226-pat00025
Figure 112014030811226-pat00026
와
Figure 112014030811226-pat00027
를 특이값 분해(singular value decomposition; SVD)해서 얻는 우특이 벡터(right singular vector)들을 모은 행렬이다.
그리고, Nr은 수신 안테나의 수이며, diag는 대각행렬을 의미하고,
Figure 112014030811226-pat00028
는
Figure 112014030811226-pat00029
행렬을 에르미트(Hermitian) 연산한 것으로, 즉, 전치(transpose)+복소 켤레(complex conjugate) 연산을 한 것이다. 또한, 이중 변수
Figure 112014030811226-pat00030
는 라그랑지 승수법(Lagrange multiplier)으로써,
Figure 112014030811226-pat00031
가 [수 10]에서 워터필링(waterfiling)의 워터-레벨(water-level)을 결정할 수 있다. 그리고, 이분법 알고리즘을 사용하여 [수 9]에서의 제약조건을 만족시키는
Figure 112014030811226-pat00032
를 찾을 수 있다. 이 알고리즘은 [수 9]의 최적의 해결책으로 수렴한다.
단계(130)에서, 상기 패널티 다중 입출력 합 비율(penalized MIMO sum rate)의 최대값을 상기 다중 입출력 보안 합 비율의 최대값으로 변환할 수 있다.
Q k에서 S k로 변환하는 것은 일반화된 다중 입출력 방송 다중 접속 채널의 이중성(multiple input multiple output broadcasting multiple access channel duality; MIMO BC-MAC duality)을 이용하여 변환할 수 있다.
즉, MIMO multiple access(MAC) 채널과 broadcasting(BC) 채널 간의 NR 이중성(duality)을 이용하여 구할 수 있다.
Figure 112014030811226-pat00033
여기서, C-1/2를 곱하여 유색 잡음을 희게 할 수 있으며, MAC 채널과 BC 채널에서 πk번째 사용자의 잡음을 포함한 효과적인 간섭을 정의할 수 있다.
그리고, SVD를 사용함으로써, Dk와 Ek를 얻을 수 있다.
Figure 112014030811226-pat00034
여기서,
Figure 112014030811226-pat00035
는 사각, 대각 행렬이다.
따라서, k번째 사용자의 최적의 BC 공분산 행렬은 [수 12]와 같이 표현할 수 있다.
Figure 112014030811226-pat00036
최종적으로, 최적의 S k를 구하는 알고리즘은 다음 [표 1]과 같다.
Figure 112014030811226-pat00037
또한, [표 2]에 나타난 바와 같이, 대안의 알고리즘 2를 이용하여 보안 합 비율의 최대화를 얻을 수 있다.
Figure 112014030811226-pat00038
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 대 잡음비(signal to noise ratio; SNR)에 의한 보안 합 비율(secrecy sum rate)을 나타낸 그래프이다.
즉, 도청하는 사용자의 신호 대 잡음비와 합법적인 사용자의 신호 대 잡음비 사이의 보안 합 비율을 나타낸다. 이때, 사용자의 수(k)는 2이고, 송신자 또는 기지국의 안테나 수(Nt)는 4개, 합법적인 사용자의 안테나 수(Nr)는 2개, 그리고, 도청하는 사용자의 안테나 수(Ne)가 2개 인 경우를 나타낸 것이다.
한편, 본 발명에서 제안하는 다중 사용자 시스템의 보안 통신을 위한 장치는 최대값 획득부, 패널티 최대값 획득부, 그리고, 변환부를 포함할 수 있다.
최대값 획득부는 보안 합 용량을 최대화할 수 있는 다중 입출력 보안 합 비율의 최대값을 구할 수 있다.
그리고, 패널티 최대값 획득부는 상기 다중 입출력 보안 합 비율의 최대값과 동일한 패널티 다중 입출력 합 비율의 최대값을 구할 수 있다.
또한, 변환부는 패널티 최대값 획득부에서 구한 상기 패널티 다중 입출력 합 비율의 최대값을 상기 다중 입출력 보안 합 비율의 최대값으로 변환할 수 있으며, 상기 변환부는 변환된 상기 다중 입출력 보안 합 비율의 최대값을 기지국에서 전송하는 신호의 공분산 행렬로 이용하여 최적의 알고리즘을 찾을 수 있다.
따라서, 최적의 공분산 행렬을 구하는 알고리즘을 제시하여 채널의 보안 합 용량을 정확하게 계산할 수 있는 다중 사용자 시스템의 보안 통신을 위한 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 컨트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (5)

  1. 다중 사용자 시스템의 보안 통신을 위한 방법에 있어서,
    보안 합 용량을 최대화할 수 있는 다중 입출력 보안 합 비율의 최대값을 구하도록, 상기 다중 입출력 보안 합 비율의 최대값과 동일한 패널티 다중 입출력 합 비율의 최대값을 구하는 단계;
    상기 패널티 다중 입출력 합 비율의 최대값을 상기 다중 입출력 보안 합 비율의 최대값으로 변환하는 단계; 및
    변환된 상기 다중 입출력 보안 합 비율의 최대값을 기지국에서 전송하는 신호의 공분산 행렬로 이용하여 최적의 알고리즘을 찾는 단계
    를 포함하는 다중 사용자 시스템의 보안 통신을 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 패널티 다중 입출력 합 비율의 최대값을 상기 다중 입출력 보안 합 비율의 최대값으로 변환하는 단계는
    일반화된 다중 입출력 방송 다중 접속 채널의 이중성(multiple input multiple output broadcasting multiple access channel duality; MIMO BC-MAC duality)을 이용하여 변환하는 단계인 것
    을 특징으로 하는 다중 사용자 시스템의 보안 통신을 위한 방법.
  3. 삭제
  4. 다중 사용자 시스템의 보안 통신을 위한 장치에 있어서,
    보안 합 용량을 최대화할 수 있는 다중 입출력 보안 합 비율의 최대값을 구하는 최대값 획득부;
    상기 다중 입출력 보안 합 비율의 최대값과 동일한 패널티 다중 입출력 합 비율의 최대값을 구하는 패널티 최대값 획득부;
    상기 패널티 최대값 획득부에서 구한 상기 패널티 다중 입출력 합 비율의 최대값을 상기 다중 입출력 보안 합 비율의 최대값으로 변환하는 변환부
    를 포함하고,
    상기 변환부는
    변환된 상기 다중 입출력 보안 합 비율의 최대값을 기지국에서 전송하는 신호의 공분산 행렬로 이용하여 최적의 알고리즘을 찾는 것
    을 특징으로 하는 다중 사용자 시스템의 보안 통신을 위한 장치.
  5. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20120086497A (ko) * 2011-01-26 2012-08-03 경희대학교 산학협력단 보안 데이터 송신장치와 그 방법 및 다중채널 무선통신 시스템
KR20130102758A (ko) * 2012-03-08 2013-09-23 경희대학교 산학협력단 무선 환경에서 보안 전송 방법 및 이를 구비한 송신장치

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