認(rèn)知無(wú)線電頻譜感知安全技術(shù)研究.pdf

1、隨著無(wú)線通信技術(shù)迅猛發(fā)展，有限的頻譜資源已無(wú)法滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的業(yè)務(wù)需求。研究表明：靜態(tài)的頻譜資源分配方案使得某些頻譜資源內(nèi)承載了過(guò)多的業(yè)務(wù)，而大多數(shù)頻譜資源在大多時(shí)候處于空閑狀態(tài)，從而造成了極大的浪費(fèi)。為此，認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)作為一種緩解頻譜資源短缺、頻譜需求不斷增長(zhǎng)和頻譜利用率低下之間矛盾的有效手段受到了廣泛的關(guān)注。認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)通過(guò)對(duì)無(wú)線環(huán)境進(jìn)行頻譜感知，在不對(duì)授權(quán)用戶的通信產(chǎn)生干擾的前提下，實(shí)現(xiàn)頻譜空穴的動(dòng)態(tài)接入，從而提高了頻譜的利

2、用率。
　　無(wú)線信道的開(kāi)放性使得認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)在面臨傳統(tǒng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題的同時(shí)，還面臨著各類新的安全隱患。惡意用戶通過(guò)各種攻擊手段與認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)競(jìng)爭(zhēng)頻譜資源或?qū)W(wǎng)絡(luò)的正常工作產(chǎn)生惡意干擾。隨著認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用價(jià)值的不斷提高，其安全問(wèn)題也逐漸引起了人們的重視。頻譜感知作為認(rèn)知無(wú)線電的關(guān)鍵核心技術(shù)，對(duì)與頻譜感知相關(guān)的安全隱患及防御方案進(jìn)行研究也具有重要的意義。
　　本文在分析頻譜感知原理的基礎(chǔ)上，針對(duì)與頻譜感知相關(guān)的安全隱患

3、類型，分別提出了安全合作頻譜感知、信號(hào)特征檢測(cè)、信號(hào)源定位等方案，具體內(nèi)容如下：
　　首先，分析了合作頻譜感知性能的影響因素，提出了一種基于用戶篩選的安全合作頻譜感知方案，以最大化合作頻譜感知的檢測(cè)概率為目的，利用各認(rèn)知用戶的先驗(yàn)檢測(cè)概率對(duì)參加數(shù)據(jù)融合的用戶進(jìn)行篩選；后又在基于用戶篩選的基礎(chǔ)上，提出了一種改進(jìn)的合作頻譜感知方案，同樣利用融合中心接收到的各用戶的檢測(cè)概率，對(duì)篩選出的參加融合的本地決策進(jìn)行可信度加權(quán)，在提高頻譜感知性能

4、的同時(shí)，保證了網(wǎng)絡(luò)的安全。
　　其次，從分形理論入手，分析了分形盒維數(shù)在信號(hào)調(diào)制方式識(shí)別上的不足，在基于決策理論的信號(hào)識(shí)別的基礎(chǔ)上，提出了一種新的基于瞬時(shí)特征參數(shù)的調(diào)制信號(hào)識(shí)別方案，新的瞬時(shí)特征參數(shù)計(jì)算量小，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單；后又針對(duì)一維的瞬時(shí)特征參數(shù)存在識(shí)別盲區(qū)，結(jié)合了盒維數(shù)和新的瞬時(shí)特征參數(shù)，提出了基于二維特征參數(shù)的信號(hào)檢測(cè)方案，在較低信噪比環(huán)境下，仍然能以較高的概率識(shí)別出信號(hào)的調(diào)制類型，不僅可以實(shí)現(xiàn)仿冒授權(quán)用戶攻擊防御，還能用于頻譜

5、感知階段實(shí)現(xiàn)掩蓋授權(quán)用戶攻擊的有效防御。
　　再次，將無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的目標(biāo)定位算法引入了認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)源定位中，并針對(duì)仿冒授權(quán)用戶攻擊，提出了一種新的基于壓縮感知的信號(hào)源定位算法，認(rèn)知用戶把接收到的信號(hào)源的信號(hào)強(qiáng)度作為信源指紋，通過(guò)壓縮感知技術(shù)獲取信源和認(rèn)知用戶之間的地理位置的相關(guān)度，并將這些相關(guān)信息作為認(rèn)知用戶的可信度因子，利用質(zhì)心算法進(jìn)行精確的信源位置定位。
　　最后，分析了基于orth的稀疏目標(biāo)定位算法的定位原