물리계층 보안을 위한 이종 망에서 소형 기지국의 역할: 전파방해 혹은 협력 (A Role of Small Cells in Heterogeneous Networks for Physical-Layer Security: Jamming or Cooperation)

서지정보

· 발행기관 : 한국통신학회
· 수록지 정보 : 한국통신학회논문지 / 43권 / 4호 / 619 ~ 628페이지
· 저자명 : 방인규, 김수민

초록

본 논문에서는 이종망에서 물리계층 보안을 위한 소형 기지국의 역할을 분석한다. 소형 기지국이 채널 상황에따라 도청자의 신호 수신 능력을 저하시킬 수 있는 전파방해 혹은 사용자의 신호 품질을 향상시킬 수 있는 협력전송을 수행한다는 전제 하에 다음의 사항을 분석한다. 첫째, 사용자의 수, 도청자의 수, 사용자 선택 방식이 소형 기지국의 전파방해 전략(전파방해 혹은 협력전송)에 미치는 영향을 수학적으로 분석한다. 둘째, 모의실험을 통해 제안하는 사용자 선택 방식과 전파방해 전략의 타당성을 보안 전송률 관점에서 확인한다. 그 결과, 소형 기지국은 도청자의 채널 정보 이용가능 여부에 따라 두 가지 전파방해 전략을 사용할 수 있음을 확인하였다. 소형 기지국이 도청자의 정확한 채널 정보를 알 수 있는 경우, 소형 기지국은 적응적 전파방해 전략을 사용한다. 소형 기지국은 사용자와 도청자의 순시 채널을 확인하여 매순간 전파방해 혹은 협력전송의 수행 여부를 정확히 선택한다. 소형 기지국이 도청자의 통계적 채널 정보만을 이용할 수 있는 경우, 소형 기지국은 확률적 전파방해 전략을 사용한다. 이 경우, 도청자의 순시 채널을 모르기 때문에 매순간 특정 확률로 전파방해 혹은 협력전송의 수행 여부를 선택한다.

영어초록

In this paper, we investigated a role of small cell in heterogeneous networks for physical layer security. We assume that the small cell can be used for jamming to degrade an eavesdropper’s capability or for cooperative transmission to enhance a user’s signal quality. When we consider multiple users and eavesdroppers, we analyzed the effect of the number of users, eavesdroppers, and user selection on jamming strategies. We also verified the effectiveness of the proposed user selection and jamming strategies in terms of secrecy rate through simulations.
Finally, we proposed jamming strategies at the small cell depending on the availability of the eavesdropper’s channel state information (CSI). The small cell adopts an adaptive jamming if the eavesdropper’s CSI is available otherwise it utilizes probabilistic jamming.

참고자료

· 없음