Secrecy Rate Analysis of Physical-Layer Security Technique for Cluster-Based D2D Communications

본 논문에서는 다수의 기기가 클러스터(cluster)를 형성하여 기기간 직접통신(device-to-device: D2D)을 통해 데이터를 전송하는 상황에서 인공잡음(artificial noise)을 활용하는 물리계층 보안(physical-layer security) 기법의 보안 전송률(secrecy rate)을 분석한다. D2D 클러스터는 클러스터 헤드(cluster head)와 클러스터 멤버들로 구성되며 클러스터 헤드는 클러스터 멤버들에게 데이터를 전송하는 역할을 수행한다. 본 연구에서는 두 개의 D2D 클러스터와 하나의 악의 적 도청자로 구성된 네트워크 상황에서 하나의 D2D 클러스터 내의 데이터 전송의 보안성을 높이기 위해 또 다른 D2D 클러스터를 활용하는 방안을 제안한다. 또한 제안기법의 보안 성능의 근사치를 수학적으로 분석하고 이를 모의실험을 통해 검증한다.