[發明專利]一種基于主被動信譽度劃分的可信寬帶頻譜感知方法

有效

• 申請號: 202110481919.7
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113422661B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 胡祝華;謝鑫宇;趙瑤池
• 申請（專利權）人: 海南大學
• 主分類號: H04B17/382
• 分類號: H04B17/382;H04L67/10;H04L9/40
• 代理公司: 北京律譜知識產權代理有限公司 11457
• 代理人: 黃云鐸;孫紅穎

本發明提供了一種基于主被動信譽度劃分的可信寬帶頻譜感知方法：步驟1，利用壓縮感知理論進行寬帶頻譜感知；步驟2，通過交易的方式上傳感知節點的感知結果；步驟3，通過步驟2形成的交易記錄找到感知節點的賬戶地址，確認參與任務的感知節點；步驟4，設置上交代幣臨界值，計算感知節點的主動信譽度；步驟5，計算感知節點的被動信譽度；步驟6，確定決策參數，得到最終的感知節點權重。步驟7，利用步驟6得到的感知節點權重進行融合判決，得到最終的協作式頻譜感知結果；步驟8，發送交易更新感知節點賬戶余額及區塊賬本。利用本發明方法獲得的節點權重信息可以作為感知節點的綜合信譽估計，降低節點作惡影響；或者為融合中心判決感知結果的提供重要依據，在低成本下實現可靠感知。

技術領域

本發明涉及頻譜感知和區塊鏈領域，具體說，涉及一種基于主被動信譽度劃分的可信寬帶頻譜感知方法。

背景技術

認知無線電技術(Cognitive Radio,CR)的動態接入頻譜共享策略為頻譜的高利用率提供了一個可行方案。該技術允許次用戶在未檢測到主用戶信號時接入該閑置頻譜進行使用，而在主用戶占用該授權頻段時，次級用戶必須從該頻段退出，去搜索其它空閑頻段進行通信。在5G異構網絡中大規模頻譜共享的實施面臨許多挑戰，協作式頻譜感知技術是應對CR技術難題的關鍵解決方式之一，但在有用戶惡意提供錯誤感知結果的情況下，頻譜感知的性能和安全性都會受到明顯的影響。因此，降低惡意用戶上傳錯誤感知數據的影響，確保頻譜感知的準確性和安全性具有重要意義。

現已存在的群智協同網絡能夠為協作式頻譜感知提供運作平臺，且群智感知的相關研究主要集中在信譽機制、互惠機制、公平性和基于電子貨幣的激勵機制上。而區塊鏈作為一個去中心化賬本，能夠在共識機制下記錄所有節點的信譽值與感知結果，同時通過激勵制度來鼓勵節點參與感知任務獲取更高的收益，能夠實現新型頻譜共享,與其他分布式技術支持和促進5G與未來6G發展。目前，區塊鏈應用于協作頻譜感知主要解決三個問題：

(1)如何構建一個去中心化協作感知平臺正向激勵用戶進行感知任務，同時在考慮能耗等因素下平臺能夠獲得收益。

(2)如何在分布式協作網絡中準確識別錯誤感知結果，判別出惡意節點。

(3)如何保證在具有惡意節點存在的情況下協同感知下的融合結果的安全性與準確性。在感知任務中，如果不注意次用戶(SU)的行為及其對頻譜屬性的要求，則會降低CR的性能，對此可為每一個感知節點設置聲譽值賦予其不同的權重。對于協作式集中頻譜感知，可將區塊鏈看做是一個存有歷史數據的不可更改的分布式賬本，從中獲取感知節點的信譽信息?，F有的協作式集中融合算法一般對上傳結果采用等權重融合，在出現大量惡意用戶進行合謀攻擊時性能急劇下降。而在此基礎上出現了基于歷史數據修正權重的融合算法，該算法通過歷史感知記錄為每個節點設置權重，但在有多個節點參與的協作式感知任務中，如果僅考慮歷史記錄過于片面，不能完全符合節點的感知表現；而且當節點需要考慮的歷史記錄過多時將會造成算力與時間的損失，影響協作式融合感知的性能。

發明內容

本發明的目的是基于區塊鏈的信譽劃分協作式寬帶頻譜安全感知方法，利用區塊鏈本身具有特性，在去信任化環境下對寬帶頻譜也能進行有效的協同感知，解決了傳統方法中的協同感知所需要感知節點數過多，成本較高以及受節點作惡影響過大的問題。

本發明的技術方案是提供了一種基于區塊鏈技術的信譽劃分協作式頻譜感知方法，包括以下步驟：

步驟1、利用壓縮感知理論進行寬帶頻譜感知；

步驟2、通過交易的方式上傳感知節點的感知結果；

步驟3、通過步驟2形成的交易記錄找到感知節點的賬戶地址，確認參與任務的感知節點；

步驟4、設置上交代幣臨界值，計算感知節點的主動信譽度；

步驟4.1、根據當前區塊鏈網絡中感知節點賬戶所擁有代幣數目以及參與該次感知任務的感知節點向融合中心所發出的代幣數目確定臨界值