이 논문은 무선 에너지 수확(EH)을 활용하는 군집 무인항공기(UAV) 보조 증폭-전달(AF) 중계 네트워크를 위한 협력적 친화 재밍(friendly jamming) 프레임워크를 제안한다. 구체적으로, 지상 기지국으로부터 원거리의 이동 사용자에게 정보를 중계하는 동시에 도청자를 교란/은폐하기 위한 친화 재밍 신호를 동시에 생성하는 정지 비행(hovering) UAV들의 군집을 고려한다. UAV의 에너지가 제한되어 있으므로, UAV들이 무선 에너지를 수확하고 정보를 중계하며 도청자를 재밍하는 과정에서 협력할 수 있도록 협력적 시간 전환(time-switching) 중계 프로토콜을 개발한다. 성능을 평가하기 위해, 도청자에서의 두 가지 널리 사용되는 검출 기법(즉, 선택 결합(selection combining)과 최대비 결합(maximum-ratio combining))에 대해 비밀 유지 실패 확률(secrecy outage probability, SOP)을 도출한다. 이후 도출된 SOP의 이론적 전개를 검증하기 위해 몬테카를로 시뮬레이션을 사용한다. 도출된 SOP를 이용하면, 특정 비밀 보호 수준을 달성하기 위해 군집 내 UAV 수와 EH 시간(에너지 수확 시간)을 최적화하는 데 필요한 공학적 통찰을 얻을 수 있다. 또한 시뮬레이션 결과, 제안된 프레임워크는 기존의 AF 중계 시스템에 비해 SOP 측면에서 그 효과가 있음을 보여준다. 본 연구에서 도출된 해석적 SOP는 향후 UAV 보안 통신 최적화(예: UAV의 궤적 및 위치)에 도움이 될 수 있다. 예시로, 시스템 SOP를 최소화하기 위해 군집을 배치할 최적의 통로(corridor)를 찾는 사례 연구를 제시한다. 제안된 프레임워크는 산업용 IoT, 스마트 시티, 지능형 교통 시스템, 에너지 및 물과 같은 중요 IoT 인프라 등과 같이 대규모 커버리지를 요구하는 다양한 응용에서의 통신 보안을 강화하는 데 기여한다.

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