存在惡意節(jié)點(diǎn)的協(xié)作頻譜感知算法研究.pdf

1、在無線終端與多媒體業(yè)務(wù)發(fā)展迅猛的時(shí)代，可用頻譜資源已十分貧乏。認(rèn)知無線電技術(shù)作為一項(xiàng)動(dòng)態(tài)智能頻譜管理技術(shù)，將是解決頻譜資源日漸短缺、頻譜利用低效等問題的關(guān)鍵手段。認(rèn)知無線電的首要任務(wù)是頻譜感知。認(rèn)知無線電的中心思想是在主用戶不占用其授權(quán)頻段時(shí)，允許次用戶動(dòng)態(tài)接入該頻段，而當(dāng)主用戶重新接入該授權(quán)頻段時(shí)，次用戶應(yīng)立即撤出。在感知信號(hào)后，次用戶可以獨(dú)自判斷主用戶是否存在，也可以與其他次用戶合作完成判決，后者稱協(xié)作頻譜感知。次用戶在感知信號(hào)時(shí)若

2、受到深度衰落等因素影響，其將很難獨(dú)自做出準(zhǔn)確判決，而協(xié)作頻譜感知可通過次用戶之間的信息交互來解決該問題。
　　首先，本文從頻譜感知技術(shù)方面介紹了課題的研究背景，著重?cái)⑹隽藚f(xié)作頻譜感知的集中式與分布式兩大模型并進(jìn)行比較，然后概述了國內(nèi)外抵御頻譜感知數(shù)據(jù)篡改(SSDF)攻擊的算法研究現(xiàn)狀;之后針對(duì)協(xié)作頻譜感知實(shí)時(shí)性問題，分別利用SCAN算法和“身份代碼”(IC)概念，提出了兩種快速分布式協(xié)作頻譜感知算法，MATLAB仿真驗(yàn)證了所提兩種

3、算法在提升收斂速度上的有效性。
　　其次，協(xié)作頻譜感知網(wǎng)絡(luò)存在多種安全威脅，其中最為常見的當(dāng)屬SSDF攻擊。發(fā)動(dòng)SSDF攻擊時(shí)，惡意用戶以不同方式篡改自身數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)擴(kuò)散影響整個(gè)用戶網(wǎng)絡(luò)。為此，本文將分析并利用SSDF攻擊方式的攻擊特征，制定每一種攻擊方式的應(yīng)對(duì)策略，提出加權(quán)分布式協(xié)作頻譜感知算法(ACWCSS)。ACWCSS算法在面對(duì)不同方式的SSDF攻擊時(shí)均有較高的檢測性能，且不需要任何先驗(yàn)知識(shí)。然而除SSDF攻擊外，協(xié)作頻

4、譜感知網(wǎng)絡(luò)還易遭受其他安全威脅。現(xiàn)有算法通常只針對(duì)一種SSDF攻擊設(shè)計(jì)抵御方案，一旦惡意用戶變換攻擊類型，算法檢測性能將大幅下降。為此，本文將從檢測正常次用戶角度入手，依據(jù)平滑處理前后的偏差大小確定用戶網(wǎng)絡(luò)中的正常次用戶，提出基于數(shù)據(jù)平滑的協(xié)作頻譜感知(DMCSS)算法。仿真結(jié)果表明，DMCSS算法面對(duì)SSDF攻擊有較好的檢測性能，且具有較強(qiáng)的魯棒性。之后，本文綜合兩類防御算法，建立一套較為完整的可信頻譜協(xié)作感知體系，以便實(shí)際中能夠靈活