移動(dòng)模型下存在惡意用戶攻擊的基于d-s證據(jù)理論的協(xié)作頻譜感知方法
【專利摘要】移動(dòng)模型下存在惡意用戶攻擊的基于D-S證據(jù)理論的協(xié)作頻譜感知方法，涉及無線通信【技術(shù)領(lǐng)域】中認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)頻譜感知技術(shù)。它是為了適應(yīng)在動(dòng)態(tài)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下存在惡意用戶提供虛假感知信息下的基于D-S證據(jù)理論的協(xié)作頻譜感知需求。本發(fā)明是一種動(dòng)態(tài)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下存在惡意用戶提供虛假感知信息下的基于D-S證據(jù)理論的協(xié)作頻譜感知方法。解決方案主要步驟分為兩步：第一：協(xié)作感知節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中實(shí)施認(rèn)識(shí)用戶認(rèn)證機(jī)制，通過可靠的認(rèn)證機(jī)制減少惡意認(rèn)知用戶。第二：提高認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)融合算法對(duì)與認(rèn)知用戶的惡意攻擊的魯棒性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和去除惡意用戶的虛假感知結(jié)果。本發(fā)明適用于移動(dòng)模型下存在惡意用戶攻擊的基于D-S證據(jù)理論的協(xié)作頻譜感知。
【專利說明】移動(dòng)模型下存在惡意用戶攻擊的基于0-3證據(jù)理論的協(xié)作頻譜感知方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線通信【技術(shù)領(lǐng)域】中認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)頻譜感知技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]無線電頻譜是無線通信中最為稀缺和寶貴的資源，而許多已分配的頻譜并沒有得到高效的利用。認(rèn)知無線電中認(rèn)知用戶通過實(shí)時(shí)感知?jiǎng)討B(tài)變化的無線環(huán)境，機(jī)會(huì)式地占用未被主用戶使用的頻帶，并自適應(yīng)的對(duì)發(fā)射功率、頻段進(jìn)行合理控制，在保證不對(duì)主用戶產(chǎn)生干擾的前提下來傳輸自己的數(shù)據(jù)。認(rèn)知無線電是一種對(duì)無線電頻譜的智能處理，可以有效的提高頻譜利用率。頻譜感知是認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)之一，只有準(zhǔn)確快速的確定特定頻帶有無主用戶信號(hào)存在，才能確定認(rèn)知用戶是否退出或使用此頻帶。
[0003]目前常用的頻譜感知方法主要可分為單用戶頻譜感知和多用戶協(xié)作感知。單用戶感知主要包括匹配濾波器感知、循環(huán)平穩(wěn)特征感知、能量感知。這些方案具有結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)等，但是在復(fù)雜的無線環(huán)境下，單用戶感知對(duì)于終端隱藏、信道衰落等等問題上感知性能會(huì)下降很多。
[0004]多用戶協(xié)作感知是在單用戶的感知基礎(chǔ)上，多個(gè)用戶信息融合判決進(jìn)行感知的技術(shù)。主要是為改善當(dāng)認(rèn)知用戶處于嚴(yán)重的多徑衰落或者被建筑物遮擋下，主用戶就在附近，認(rèn)知用戶誤認(rèn)為主用戶未使用此頻帶，而接入信道，傳輸信息，對(duì)初級(jí)用戶產(chǎn)生干擾的問題。當(dāng)多個(gè)用戶協(xié)作檢測(cè)時(shí)，可以有效的降低誤檢概率，減少對(duì)主用戶的干擾。多用戶協(xié)作感知主要分為軟判決和硬判決。硬判決是基單用戶判決結(jié)果，軟判決是基于單用戶檢測(cè)的數(shù)據(jù)信息。采用軟判決可以得到更全面的信息，感知性能較好，缺點(diǎn)是相比于硬判決，軟判決需要更多的但是，在多用戶協(xié)作頻譜感知中，惡意用戶發(fā)送錯(cuò)誤的信息會(huì)對(duì)主用戶信號(hào)的檢測(cè)性能產(chǎn)生巨大影響。
[0005]傳統(tǒng)的認(rèn)知無線電技術(shù)都是針對(duì)靜態(tài)的感知節(jié)點(diǎn)，2009年1222802.22通過了一項(xiàng)修正案，在無線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)011*61688 ^6^101181他1:恥！'10采用移動(dòng)設(shè)備，從而引起了一些學(xué)者對(duì)于移動(dòng)情景認(rèn)知無線電技術(shù)的研究，如頻譜接入、頻譜感知等。傳統(tǒng)的頻譜感知算法是基于固定模型的，節(jié)點(diǎn)具有移動(dòng)性的頻譜感知算法目前是頻譜感知中比較空白的研究領(lǐng)域。節(jié)點(diǎn)移動(dòng)會(huì)影響頻譜感知的能力，移動(dòng)性動(dòng)態(tài)的改變了叩^8610和01^(008111^1^6 ^861-)的距離。因此，它們之間的移動(dòng)信道特性也隨著時(shí)間而變化。例如，在某一個(gè)時(shí)間，一個(gè)⑶在主用戶的八小區(qū)內(nèi)，在叩移動(dòng)后，⑶有可能不在此范圍，而在8小區(qū)內(nèi)。這兩個(gè)小區(qū)具有不同的信道衰落參數(shù)，則會(huì)對(duì)叩信號(hào)檢測(cè)產(chǎn)生影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是為了適應(yīng)在動(dòng)態(tài)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下存在惡意用戶提供虛假感知信息下的基于0-3證據(jù)理論的協(xié)作頻譜感知需求，從而提供一種移動(dòng)模型下存在惡意用戶攻擊的基于
0-8證據(jù)理論的協(xié)作頻譜感知方法。[0007]移動(dòng)模型下存在惡意用戶攻擊的基于0-3證據(jù)理論的協(xié)作頻譜感知方法，其特征是:它是基于一個(gè)包括^個(gè)隨機(jī)分布在2個(gè)小區(qū)的認(rèn)知用戶1)8610且?guī)в幸粋€(gè)融合中心(1011 0611^1-6 )的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)，該認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中的融合中心位置保持不變；該認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中的~個(gè)認(rèn)知節(jié)點(diǎn)按照隨機(jī)游走的方式獨(dú)立移動(dòng)，且每個(gè)認(rèn)知節(jié)點(diǎn)每隔1秒選擇一個(gè)移動(dòng)方向和速度；在1秒之內(nèi)，每個(gè)認(rèn)知節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)速度保持不變；2為大于1的整數(shù)；
[0008]移動(dòng)模型下存在惡意用戶攻擊的基于0-3證據(jù)理論的協(xié)作頻譜感知方法由以下步驟實(shí)現(xiàn):
[0009]步驟一、對(duì)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中的所有認(rèn)知節(jié)點(diǎn)進(jìn)行合法用戶認(rèn)證，認(rèn)證成功的認(rèn)知用戶參與協(xié)作感知，并執(zhí)行步驟二 ；認(rèn)證不成功的認(rèn)知用戶退出協(xié)作感知，并結(jié)束；
[0010]步驟二、在第&時(shí)刻，每個(gè)認(rèn)知節(jié)點(diǎn)對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行能量檢測(cè)，獲得能量值
【權(quán)利要求】
1.移動(dòng)模型下存在惡意用戶攻擊的基于0-3證據(jù)理論的協(xié)作頻譜感知方法，其特征是:它是基于一個(gè)包括^個(gè)隨機(jī)分布在2個(gè)小區(qū)的認(rèn)知用戶1)8610且?guī)в幸粋€(gè)融合中心([1181011 ?:611廿6)的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)，該認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中的融合中心位置保持不變；該認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中的~個(gè)認(rèn)知節(jié)點(diǎn)按照隨機(jī)游走的方式獨(dú)立移動(dòng)，且每個(gè)認(rèn)知節(jié)點(diǎn)每隔1秒選擇一個(gè)移動(dòng)方向和速度；在1秒之內(nèi)，每個(gè)認(rèn)知節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)速度保持不變；2為大于1的整數(shù)； 移動(dòng)模型下存在惡意用戶攻擊的基于0-3證據(jù)理論的協(xié)作頻譜感知方法由以下步驟實(shí)現(xiàn): 步驟一、對(duì)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中的所有認(rèn)知節(jié)點(diǎn)進(jìn)行合法用戶認(rèn)證，認(rèn)證成功的認(rèn)知用戶參與協(xié)作感知，并執(zhí)行步驟二 ；認(rèn)證不成功的認(rèn)知用戶退出協(xié)作感知，并結(jié)束； 步驟二、在第&時(shí)刻，每個(gè)認(rèn)知節(jié)點(diǎn)對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行能量檢測(cè)，獲得能量值1^:1；卜1、.2、……~；』為小區(qū)編號(hào)冰的初始值為1 ； 步驟三、在第&時(shí)刻，分別對(duì)每個(gè)小區(qū)的接收信號(hào)能量值求取平均，獲得平均能量 步驟四、在第&時(shí)刻，根據(jù)步驟三獲得的平均能量值，求取每個(gè)小區(qū)的平均能量值占2個(gè)小區(qū)總的平均能量值的比例，并將該比例值作為這個(gè)小區(qū)在第&時(shí)刻的位置信任度處； 步驟五、對(duì)每一個(gè)認(rèn)知節(jié)點(diǎn)的所感知到的接收信號(hào)的能量值。通過公式:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)模型下存在惡意用戶攻擊的基于0-3證據(jù)理論的協(xié)作頻譜感知方法，其特征在于每個(gè)認(rèn)知節(jié)點(diǎn)的感知參數(shù)設(shè)定為:每秒進(jìn)行一次感知，感知時(shí)長(zhǎng)為11118，并設(shè)定在該感知時(shí)長(zhǎng)下該認(rèn)知節(jié)點(diǎn)為靜止節(jié)點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)模型下存在惡意用戶攻擊的基于0-3證據(jù)理論的協(xié)作頻譜感知方法，其特征在于步驟二中在第&時(shí)刻，每個(gè)認(rèn)知節(jié)點(diǎn)對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行能量檢測(cè)，獲得能量值?是通過公式:
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的移動(dòng)模型下存在惡意用戶攻擊的基于0-3證據(jù)理論的協(xié)作頻譜感知方法，其特征在于第&時(shí)刻，每個(gè)認(rèn)知節(jié)點(diǎn)1在小區(qū)』的功率衰減？4為:
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的移動(dòng)模型下存在惡意用戶攻擊的基于0-3證據(jù)理論的協(xié)作頻譜感知方法，其特征在于步驟十一獲得的總的感知結(jié)果\在不同認(rèn)知節(jié)點(diǎn)義，，和I。獨(dú)立分布的情況下，滿足以下分布:
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的移動(dòng)模型下存在惡意用戶攻擊的基于0-3證據(jù)理論的協(xié)作頻譜感知方法，其特征在于步驟^^一獲得的總的感知結(jié)果\的虛警概率匕為:

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的移動(dòng)模型下存在惡意用戶攻擊的基于0-3證據(jù)理論的協(xié)作頻譜感知方法，其特征在于步驟十一獲得的總的感知結(jié)果\的檢測(cè)概率為:
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的移動(dòng)模型下存在惡意用戶攻擊的基于0-3證據(jù)理論的協(xié)作頻譜感知方法，其特征在于步驟十二中的參考門限選取方法是通過公式:
【文檔編號(hào)】H04W16/14GK103841566SQ201410113770
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月25日
【發(fā)明者】賈敏, 賈丹, 顧學(xué)邁, 郭慶, 劉曉鋒, 王振永, 石碩, 王雪 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)