存在惡意節(jié)點的協(xié)作頻譜感知算法研究.pdf

1、在無線終端與多媒體業(yè)務發(fā)展迅猛的時代，可用頻譜資源已十分貧乏。認知無線電技術作為一項動態(tài)智能頻譜管理技術，將是解決頻譜資源日漸短缺、頻譜利用低效等問題的關鍵手段。認知無線電的首要任務是頻譜感知。認知無線電的中心思想是在主用戶不占用其授權頻段時，允許次用戶動態(tài)接入該頻段，而當主用戶重新接入該授權頻段時，次用戶應立即撤出。在感知信號后，次用戶可以獨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。次用戶在感知信號時若

2、受到深度衰落等因素影響，其將很難獨自做出準確判決，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方面介紹了課題的研究背景，著重敘述了協(xié)作頻譜感知的集中式與分布式兩大模型并進行比較，然后概述了國內外抵御頻譜感知數(shù)據(jù)篡改(SSDF)攻擊的算法研究現(xiàn)狀;之后針對協(xié)作頻譜感知實時性問題，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)絡存在多種安全威脅，其中最為常見的當屬SSDF攻擊。發(fā)動SSDF攻擊時，惡意用戶以不同方式篡改自身數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)擴散影響整個用戶網(wǎng)絡。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對策略，提出加權分布式協(xié)作頻譜感知算法(ACWCSS)。ACWCSS算法在面對不同方式的SSDF攻擊時均有較高的檢測性能，且不需要任何先驗知識。然而除SSDF攻擊外，協(xié)作頻

4、譜感知網(wǎng)絡還易遭受其他安全威脅?，F(xiàn)有算法通常只針對一種SSDF攻擊設計抵御方案，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。仿真結果表明，DMCSS算法面對SSDF攻擊有較好的檢測性能，且具有較強的魯棒性。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，以便實際中能夠靈活