[發明專利]一種抗攻擊的分布式協作頻譜感知方法

在審

• 申請號: 201510634370.5
• 申請日: 2015-09-30
• 公開（公告）號: CN105187141A
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發明（設計）人: 張登銀;牛悅誠
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04B17/382
• 分類號: H04B17/382
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明涉及一種抗攻擊的分布式協作頻譜感知方法，屬于認知無線電技術領域。

背景技術

現代無線通信系統對頻譜資源的需求越來越大，頻譜資源的緊缺已然成為無線通信技術發展的制約條件。然而，通過對頻譜資源的使用情況進行調查發現，某些授權頻段的頻譜利用率極低，存在時間和空間上的閑置現象；相反，一些非授權頻段卻被過度使用。因而，頻譜資源的緊張在很大程度上是由頻譜管理政策的不合理造成的，并非因為缺少物理上的可用頻譜資源。

鑒于上述問題的存在，有學者提出一種新型智能無線通信技術，即認知無線電技術。該技術能夠實時地對需要使用的頻段進行感知，采用動態方式進行頻譜的重新分配，實現了認知用戶對空閑頻段的重復使用，達到提高頻譜利用率的目的。實現認知無線電技術需要建立在頻譜感知的基礎上，因而頻譜感知是一個值得研究的課題。

認知無線電的核心技術包括頻譜感知、頻譜管理和頻譜共享。頻譜感知是實現認知無線電的關鍵和前提，是我們現階段的研究熱點.根據參與協作感知的認知用戶個數，頻譜感知可分為單用戶感知與多用戶協作感知,其中多用戶的協作感知相比單用戶感知能更好的應對實際無線環境中的陰影效應及隱藏終端等問題，能有效提高頻譜檢測性能。

現有協作感知方法大多是針對集中式網絡的，而在分布式網絡中，由于沒有融合中心存在，集中式協作感知方法將不再適用，因此，分布式協作感知的研究十分必要。現有的分布式協作感知方法通常默認所有認知用戶均參與協作，并且所有認知用戶以同等身份進行狀態更新，這樣檢測性能較差以及受到惡意攻擊而發送不安全感知數據的認知用戶會對協作感知的性能產生較壞的影響。因此，需要在分布式協作感知中采取一定機制過濾掉檢測性能不佳的認知用戶以及對不同認知用戶的檢測性能和檢測結果的安全性進行區分。而本發明能夠很好地解決上面的問題。

發明內容

本發明目的是提供一種抗攻擊的分布式協作頻譜感知方法，該方法引入認知用戶的選擇機制，選取較優檢測性能的認知用戶參與協作，并用信噪比與感知匹配度這兩個參數定義認知用戶的共識度，利用共識度對認知用戶迭代更新的能量值進行加權，將不同認知用戶的檢測性能與感知結果的安全性加以區分，降低共識度較低的認知用戶對協作感知的影響，達到提高協作感知性能的目的。

本發明解決其技術問題所采取的技術方案是：一種抗攻擊的分布式協作頻譜感知方法，該方法包括如下步驟：

步驟1：在已知噪聲方差主用戶發送功率P，認知用戶i與主用戶之間的距離d_i，認知用戶i的感知路徑衰落因子β_i的情況下，各認知用戶依據估計自身信噪比，并與鄰居用戶共享信噪比信息，依據計算判決閾值v，將自身信噪比與v比較，選擇出K個認知用戶參與協作頻譜感知。

步驟2：對篩選出的K個認知用戶進行能量檢測，得到能量檢測統計值X_i以及本地判決結果R_i，依據計算共識度，并由式Z_i(0)＝w_i(l)·Y_i(0)得到進行梯度迭代的初始值Z_i(0)。

步驟3：參與協作的認知用戶依據自身狀態Y_i(t)與正常鄰居節點傳來的狀態Y_ij(t)，根據更新狀態，迭代更新過程一直持續到協作認知用戶狀態值收斂到共同值A^*。