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비신뢰 중계기를 통한 한 쌍의 단말 간의 데이터 통신에서의 물리계층 보안 방법에 있어서, 상기 한 쌍의 단말 각각이 상대 단말로 전송할 데이터를 STLC(space-time line coding) 인코딩한 STLC 신호를 동일 시간 슬롯에서 상기 비신뢰 중계기로 전송하는 동작;상기 비신뢰 중계기가 상기 한 쌍의 단말 각각에서 온 STLC 신호를 수신하고, STBC 신호로 변환하여 상기 한 쌍의 단말로 전송하는 동작; 및상기 한 쌍의 단말 각각이 상기 비신뢰 중계기로부터 수신한 STBC 신호에서 자신이 상대 단말로 전송한 신호를 제거한 신호에 기초하여 상대 단말이 전송한 데이터를 획득하는 동작을 포함하는, 방법
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제1항에 있어서, 상기 한 쌍의 단말 각각이 상대 단말로 전송할 데이터를 STLC 인코딩한 STLC 신호를 동일 시간 슬롯에서 상기 비신뢰 중계기로 전송하는 동작은,상기 한 쌍의 단말 각각이,자신과 상기 비신뢰 중계기 간의 제1 무선 채널 이득을 포함하는 무선 채널 정보를 획득하는 동작;상기 제1 무선 채널 이득 및 상기 상대 단말과 상기 비신뢰 중계기 간의 제2 무선 채널 이득이 모두 임계값 이상인지를 판단하는 동작;전송할 데이터를 획득하는 동작;상기 획득한 데이터를 변조하여 변조 심볼을 생성하는 동작;상기 생성한 변조 심볼에 기초하여 STLC 신호를 생성하는 동작;상기 생성한 STLC 신호와 상기 상대 단말이 생성한 STLC 신호가 상기 비신뢰 중계기에서 수신되었을 때 중첩되도록 상기 생성한 STLC 신호의 전력을 제어하는 동작을 포함하는, 방법
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제2항에 있어서, 상기 제1 무선 채널 이득을 포함하는 무선 채널 정보를 획득하는 동작은,상기 비신뢰 중계기로부터 오는 파일럿(pilot) 신호에 기초하여 상기 무선 채널 정보를 획득하는 동작을 포함하는, 방법
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제2항에 있어서, 상기 제1 무선 채널 이득 및 상기 제2 무선 채널 이득이 모두 임계값 이상인지를 판단하는 동작은,자신의 무선 채널 이득이 상기 임계값 이상인지를 판단하는 동작;상기 판단결과, 상기 자신의 무선 채널 이득이 상기 임계값 이상이면 상기 비신뢰 중계기로 송신 요구 신호를 송신하는 동작;상기 비신뢰 중계기로부터 송신 가능 신호를 수신하면 자신과 상대 단말의 무선 채널 이득이 모두 임계값 이상인 것으로 판단하는 동작을 포함하는, 방법
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제2항에 있어서, 상기 생성한 STLC 신호의 전력을 제어하는 동작은,상기 제1 무선 채널 이득에 반비례하도록 상기 생성한 STLC 신호의 전력을 제어하는 동작을 포함하는, 방법
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제5항에 있어서, 상기 생성한 STLC 신호의 전력을 제어하는 동작은, 상기 생성한 STLC 신호에 를 곱하는 동작을 포함하되, 는 상기 미리 설정된 임계값이고, 는 상기 제1 무선 채널 이득이고, 는 상기 한 쌍의 단말이 데이터를 송신할 수 있는 송신 확률인, 방법
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제1항에 있어서, 상기 비신뢰 중계기가 상기 한 쌍의 단말 각각에서 온 신호를 수신하여 STBC 신호로 변환하여 상기 한 쌍의 단말로 전송하는 동작은, 상기 비신뢰 중계기가,두 개의 안테나를 이용하여 상기 한 쌍의 단말로부터 STLC 신호들을 수신하는 동작;상기 수신한 STLC 신호들을 선형결합하여 선형결합 신호를 생성하는 동작;상기 선형결합 신호를 상기 STBC 신호로 변환하여 상기 한 쌍의 단말로 전송하는 동작을 포함하는, 방법
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제7항에 있어서, 상기 비신뢰 중계기가,상기 선형결합 신호를 증폭하는 동작 또는상기 선형결합 신호로부터 잡음을 제거하는 동작을 더 포함하는, 방법
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제8항에 있어서, 상기 선형결합 신호로부터 잡음을 제거하는 동작은,JML(joint maximum likelihood) 검출기를 이용하여 미리 설정된 제1 기준 성상들 중에서 상기 한 쌍의 단말 각각에 대해 전송하였을 것으로 추정되는 제1 기준 성상을 결정하는 동작; 및상기 한 쌍의 단말 각각에 대해 획득한 제1 기준 성상을 XOR한 결과인 제1 기준 성상을 획득하는 동작을 포함하는, 방법
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제8항에 있어서, 상기 선형결합 신호로부터 잡음을 제거하는 동작은,ML(maximum likelihood) 검출기를 이용하여 미리 설정된 제2 기준 성상들 중에서 상기 선형결합 신호와 가장 가까운 제2 기준 성상을 결정하는 동작; 및상기 결정된 제2 기준 성상에 대응하는 제1 기준 성상을 획득하는 동작을 포함하되, 상기 결정된 제2 기준 성상에 대응하는 제1 기준 성상은 상기 한 쌍의 단말 각각이 전송한 제1 기준 성상을 XOR한 결과인, 방법
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제8항에 있어서, 상기 선형결합 신호를 증폭하는 동작은,상기 선형결합 신호에 를 곱하는 동작을 포함하는, 방법
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제8항에 있어서, 상기 비신뢰 중계기가 상기 선형결합 신호를 증폭하는 동작을 포함한 경우,상기 한 쌍의 단말 각각이 상기 비신뢰 중계기로부터 수신한 STBC 신호에서 자신이 상대 단말로 전송한 신호를 제거한 신호에 기초하여 상대 단말이 전송한 데이터를 획득하는 동작은,상기 비신뢰 중계기가 송신한 STBC 신호를 수신하는 동작;상기 STBC 신호를 디코딩하여 STBC 디코딩 신호를 생성하는 동작;상기 STBC 디코딩 신호에서 상대 단말로 전송한 신호를 제거하는 동작;ML 검출기를 이용하여 상기 상대 단말로 전송한 신호가 제거된 STBC 디코딩 신호에서 상대방이 전송한 제1 기준 성상을 검출하는 동작; 및상기 검출된 제1 기준 성상에 기초하여 상기 상대 단말이 전송한 데이터 비트를 결정하는 동작을 포함하는, 방법
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제8항에 있어서, 상기 비신뢰 중계기가 상기 선형결합 신호로부터 잡음을 제거하는 동작을 포함한 경우,상기 한 쌍의 단말 각각이 상기 비신뢰 중계기로부터 수신한 STBC 신호에서 자신이 상대 단말로 전송한 신호를 제거한 신호에 기초하여 상대 단말이 전송한 데이터를 획득하는 동작은,상기 비신뢰 중계기가 송신한 STBC 신호를 수신하는 동작;상기 STBC 신호를 디코딩하여 STBC 디코딩 신호를 생성하는 동작;ML 검출기를 이용하여 상기 STBC 디코딩 신호에서 상기 비신뢰 중계기가 전송한 제1 기준 성상을 검출하는 동작;상기 검출한 제1 기준 성상과 상대 단말로 전송한 제1 기준 성상을 XOR하여 상기 상대 단말이 전송한 제1 기준 성상을 검출하는 동작; 및상기 검출된 제1 기준 성상에 기초하여 상기 상대 단말이 전송한 데이터 비트를 결정하는 동작을 포함하는, 방법
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비신뢰 중계기를 통해 제2 단말과 데이터 통신을 수행하는 제1 단말에 있어서,자신과 상기 비신뢰 중계기 사이의 제1 무선 채널 이득을 포함하는 무선 채널 정보를 획득하는 채널 추정부;상기 제2 단말로 전송할 데이터를 STLC(space-time line coding) 인코딩한 STLC 신호를 상기 비신뢰 중계기로 전송하는 송신부;상기 비신뢰 중계기가 상기 STLC 신호 및 상기 제2 단말이 전송한 STLC 신호에 기초하여 생성한 STBC 신호를 수신하고, 상기 STBC 신호에서 자신이 상기 제2 단말로 전송한 신호를 제거한 신호에 기초하여 상대 단말이 전송한 데이터를 획득하는 수신부를 포함하는, 단말
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제14항에 있어서,상기 제1 무선 채널 이득 및 상기 제2 단말과 상기 비신뢰 중계기 사이의 제2 무선 채널 이득이 모두 임계값 이상인지를 판단하고, 상기 제1 무선 채널 이득 및 상기 제2 무선 채널 이득이 모두 임계값 이상인 경우에 상대 단말로의 데이터 전송의 개시를 제어하는 제어부를 더 포함하는, 단말
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제15항에 있어서,상기 채널 추정부는,상기 비신뢰 중계기로부터 오는 파일럿(pilot) 신호에 기초하여 상기 무선 채널 정보를 획득하는, 단말
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제15항에 있어서,상기 제어부는,상기 제1 무선 채널 이득이 상기 임계값 이상인 경우, 상기 비신뢰 중계기로 송신 요구 신호를 송신하고,상기 비신뢰 중계기로부터 송신 가능 신호를 수신하면, 상기 제1 무선 채널 이득 및 상기 제2 무선 채널 이득이 모두 임계값 이상인 것으로 판단하는, 단말
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제15항에 있어서,상기 송신부는, 상기 제2 단말로 전송할 데이터에 기초하여 변조 심볼을 생성하는 변조부;상기 변조 심볼에 기초하여 STLC 인코딩된 STLC 신호를 생성하는 STLC 인코더; 및상기 STLC 신호와 상기 제2 단말이 생성한 STLC 신호가 상기 비신뢰 중계기에서 수신되었을 때 중첩되도록 상기 STLC 신호의 전력을 제어하는 전력 제어부를 포함하는, 단말
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제18항에 있어서,상기 전력 제어부는, 상기 제1 무선 채널 이득에 반비례하도록 상기 STLC 신호의 전력을 제어하는, 단말
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제19항에 있어서, 상기 전력 제어부는, 상기 생성한 STLC 신호에 를 곱하는 동작을 포함하되, 는 상기 미리 설정된 임계값이고, 는 상기 제1 무선 채널 이득이고, 는 상기 한 쌍의 단말이 데이터를 송신할 수 있는 송신 확률인, 단말
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제15항에 있어서, 상기 수신부는,상기 비신뢰 중계기가 송신한 STBC 신호를 수신하여 디코딩하여 STBC 디코딩 신호를 생성하는 STBC 디코더;상기 STBC 디코딩 신호에서 상기 제2 단말로 전송한 신호를 제거하는 자 신호 제거부; 상기 제2 단말로 전송한 신호가 제거된 STBC 디코딩 신호에서 상기 제2 단말이 전송한 변조 심볼을 획득하는 ML(maximum likelihood) 검출기; 및상기 획득한 변조 심볼에 기초하여 상기 제2 단말이 전송한 데이터 비트를 결정하는 복조부를 포함하는, 단말
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제15항에 있어서, 상기 수신부는,상기 비신뢰 중계기가 송신한 STBC 신호를 수신하여 디코딩하여 STBC 디코딩 신호를 생성하는 STBC 디코더;상기 STBC 디코딩 신호에서 상기 비신뢰 중계기가 전송한 변조 심볼을 검출하는 ML(maximum likelihood) 검출기; 상기 비신뢰 중계기가 전송한 변조 심볼과 상기 제2 단말로 전송한 변조 심볼을 XOR하여 상기 제2 단말이 전송한 변조 심볼을 획득하는 XOR부; 및상기 획득한 변조 심볼에 기초하여 상기 제2 단말이 전송한 데이터 비트를 결정하는 복조부를 포함하는, 단말
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한 쌍의 단말 간의 데이터 통신을 중계하는 비신뢰 중계기에 있어서, 상기 한 쌍의 단말로부터 오는 STLC(space-time line coding) 인코딩된 STLC 신호들을 선형결합하여 선형결합 신호를 생성하는, 선형결합기; 및상기 선형결합 신호를 STBC 인코딩하여 STBC 신호를 생성하는 STBC 인코더를 포함하는, 비신뢰 중계기
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제23항에 있어서,상기 선형결합기에서 생성된 선형결합 신호를 증폭하여 상기 STBC 인코더로 인가하는 증폭기를 더 포함하는, 비신뢰 중계기
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제24항에 있어서,상기 증폭기는,상기 선형결합 신호에 를 곱하여 상기 선형결합 신호를 증폭하는, 비신뢰 중계기
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제23항에 있어서,상기 선형결합기에서 생성된 선형결합 신호에서 잡음을 제거하고, 상기 한 쌍의 단말 각각이 전송한 제1 기준 성상을 XOR하여 생성한 제1 기준 성상에 대응하는 변조 심볼을 상기 STBC 인코더로 인가하는 잡음제거기를 더 포함하는, 비신뢰 중계기
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제26항에 있어서,상기 잡음제거기는,상기 선형결합 신호로부터 상기 한 쌍의 단말 각각이 전송하였을 것으로 추정되는 제1 기준 성상을 결정하는 JML(joint maximum likelihood) 검출기; 및상기 한 쌍의 단말 각각에 대해 결정된 제1 기준 성상을 XOR하여 상기 STBC 인코더로 인가할 제1 기준 성상을 결정하는 XOR부를 포함하는, 비신뢰 중계기
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제26항에 있어서,상기 잡음제거기는,미리 설정된 제2 기준 성상들 중에서 상기 선형결합 신호와 차이가 가장 적은 제2 기준 성상을 검출하는 ML(maximum likelihood) 검출기; 및상기 제2 기준 성상에 대응하는 제1 기준 성상을 결정하는 XOR부를 포함하되,상기 제2 기준 성상들은 두 개의 상기 제1 기준 성상들이 결합하였을 때 나타날 수 있는 성상들이고,상기 제2 기준 성상에 대응하는 제1 기준 성상은 상기 한 쌍의 단말 각각이 전송한 제1 기준 성상을 XOR한 결과인, 비신뢰 중계기
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