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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 채승호
- 발행연도
- 2023
- 저작권
- 한국공학대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수2
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물리 계층 보안(Physical Layer Security: PLS)는 페이딩, 잡음, 간섭 등과 같은 무선 채널의 본질적인 무작위성을 이용하여 도청 공격으로부터 무선 통신을 보호할 수 있다.
시공간 블록 부호(STBC)는 정적 페이딩 채널 환경에서 채널 행렬이 서로 직교하는 특성을 가지고 있어 linear maximum likelihood(LML) 신호 검출을 통해 최대 송신 안테나 다이버시티(diversity)를 얻을 수 있다. 하지만, 시간 선택적 페이딩 채널(time-selective fading channels) 환경에서의 채널 행렬은 더 이상 직교하지 않음에 따라 간섭이 발생하고, LML 신호 검출을 이용해서는 최대 성능을 달성할 수 없다. 이를 해결하기 위해 다양한 신호 검출 방법으로 zero forcing(ZF), decision feedback(DF) 검출 방법들이 제안되었다.
물리 계층 보안에 Alamouti 시공간 블록 부호를 활용하려는 지속적인 노력이 있었다. 하지만 기존 연구들은 준정적 페이딩 채널에 구축되었기 때문에 시간 선택적 페이딩 채널에 직접 적용할 수는 없다. 이에 따라 본 논문에서는 시간 선택적 레일리 페이딩 채널 환경에서 LML, ZF, DF라는 3가지 선형 검출 방법을 사용하여 Alamouti 시공간 블록 부호의 보안 성능을 연구한다.
먼저, 합법적인 사용자와 도청자가 3가지 선형 검출 방법을 채택할 때 시간적 상관도(temporal correlation)에 대한 연결 아웃티지(connection outage) 확률 및 보안 아웃티지(connection outage) 확률을 도출한다. 그런 다음 합법적인 사용자와 도청자에서 3가지 선형 검출 방법의 다양한 조합에 대한 보안 전송률(secrecy transmission rate)을 도출한다. 또한, 코드워드(codeword) rate와 보안률(secrecy rate)을 최적으로 제어하면 보안 전송률을 최대화할 수 있음을 발견했다.
시공간 블록 부호(STBC)는 정적 페이딩 채널 환경에서 채널 행렬이 서로 직교하는 특성을 가지고 있어 linear maximum likelihood(LML) 신호 검출을 통해 최대 송신 안테나 다이버시티(diversity)를 얻을 수 있다. 하지만, 시간 선택적 페이딩 채널(time-selective fading channels) 환경에서의 채널 행렬은 더 이상 직교하지 않음에 따라 간섭이 발생하고, LML 신호 검출을 이용해서는 최대 성능을 달성할 수 없다. 이를 해결하기 위해 다양한 신호 검출 방법으로 zero forcing(ZF), decision feedback(DF) 검출 방법들이 제안되었다.
물리 계층 보안에 Alamouti 시공간 블록 부호를 활용하려는 지속적인 노력이 있었다. 하지만 기존 연구들은 준정적 페이딩 채널에 구축되었기 때문에 시간 선택적 페이딩 채널에 직접 적용할 수는 없다. 이에 따라 본 논문에서는 시간 선택적 레일리 페이딩 채널 환경에서 LML, ZF, DF라는 3가지 선형 검출 방법을 사용하여 Alamouti 시공간 블록 부호의 보안 성능을 연구한다.
먼저, 합법적인 사용자와 도청자가 3가지 선형 검출 방법을 채택할 때 시간적 상관도(temporal correlation)에 대한 연결 아웃티지(connection outage) 확률 및 보안 아웃티지(connection outage) 확률을 도출한다. 그런 다음 합법적인 사용자와 도청자에서 3가지 선형 검출 방법의 다양한 조합에 대한 보안 전송률(secrecy transmission rate)을 도출한다. 또한, 코드워드(codeword) rate와 보안률(secrecy rate)을 최적으로 제어하면 보안 전송률을 최대화할 수 있음을 발견했다.
목차
제 1 장 서 론 1제 2 장 연구 배경 3제 1 절 물리 계층 보안 (PLS) 3제 2 절 시공간 블록 부호 (STBC) 6제 3 장 시스템 모델 10제 1 절 다중 입력 단일 출력(MISO) 도청 채널 10제 2 절 3가지 검출 방법 14가. Linear Maximum Likelihood(LML) 검출 방법 15나. Zero Forcing(ZF) 검출 방법 16다. Decision Feedback(DF) 검출 방법 17제 4 장 보안 전송률(Secrecy Transmission Rate) 분석 18제 1 절 연결 아웃티지 확률 19가. Linear Maximum Likelihood(LML) 검출기 20나. Zero Forcing(ZF) 검출기 21다. Decision Feedback(DF) 검출기 22제 2 절 보안 아웃티지 확률 24가. Linear Maximum Likelihood(LML) 검출기 25나. Zero Forcing(ZF) 검출기 26다. Decision Feedback(DF) 검출기 27제 3 절 보안 전송률 조합 29제 5 장 시뮬레이션 32제 1 절 연결 및 보안 아웃티지 확률 33제 2 절 보안 전송률 (rate의 영향) 36제 3 절 보안 전송률 (상관도의 영향) 40제 6 장 결론 44참고문헌 45Abstract 47
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