단일 비트 ADC가 적용된 가우시안 도청 채널에 대한 정보이론적 연구

Abstract

본 논문은 수신단과 도청단에 각각 단일 비트 ADC가 적용된 가우시안 도청 채널에서의 보안 통신에 대한 이론적 분석 및 폴라 코드(polar code) 기반의 구현 결과를 제시한다. 해당 통신 채널에서, 수신채널과 도청채널의 잡음 강도가 다를 경우 항상 양의 보안 전송률을 달성할 수 있으며, 잡음 강도들의 상대적 크기에 따라 최적 보안 전송률을 달성하는 입력 분포는 대칭 혹은 비대칭성을 가져야 한다는 것을 보였다. 나아가, 수신단의 잡음 강도가 도청단의 잡음 강도보다 작고 송신 전력 제한이 특정 값보다 큰 경우에는 BPSK로 최적 보안 전송률을 달성할 수 있다. 본 논문에서 제시한 기법은 보안 폴라 코드를 활용하여 구현되었으며, 시뮬레이션을 통해 수신단의 FER은 0, 도청단의 FER은 1에 가까워진다는 결과를 확인하였다. 또한, 위의 결과를 임의의 해상도를 가진 ADC가 도청단에 적용된 채널, 혹은 복소 채널에 대해서도 확장하였다.