Joint transceiver design for secure communication with power transfer

Abstract

SWIPT 시스템에서 보안이 중요하게 대두 되고 있다. 이는 에너지 하베스팅이 기존의 information decoding 신호를 수신하는 수신기보다 더 높은 수신 파워를 요구하기 때문에 보안에 취약하다는 문제점이 발생한다. 본 논문에서는 energy harvesiting을 통해 얻는 최소한의 에너지를 보장하면서 물리 계층 보안을 최대로 joint transceiver design을 제안하였다. 본 논문에서 고려한 시스템은 송신기, 수신기, 전파방해장치와 도청자로 이루어져 있다. 수신기의 경우 에너지 공급이 제한되어있으며 에너지 하베스팅과 신호 수신기가 동시에 존재하는 "co-located EH and ID receiver"를 고려하였다. 전파방해장치를 도입하는 것을 통해 전파방해장치의 빔포밍 벡터와 수신기의 제한된 자원을 할당하는 것을 최적화하고자 한다. "co-located EH and ID receiver"의 경우 시간전환 기법과 파워분배 기법이 존재하며 각각에 대해서 고려하였다. 이를 기반으로 하여 rank relaxation과 Minorization-Maximization (MM) approach를 이용한 알고리즘을 제안하였다. 결론적으로 numerical result들을 통해서 SWIPT 시스템에서 제안한 알고리즘을 통해 에너지하베스팅을 통해 얻고자 하는 에너지를 보장받으면서 보안용량을 개선할 수 있다는 것을 보인다.