認知無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的合作頻譜感知算法及安全機制研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由于具有成本低、易于部署、自組織等特點受到了廣泛的關(guān)注，并且在軍事、環(huán)境、家居和工業(yè)監(jiān)測等方面得到了很好的應(yīng)用。認知無線傳感器網(wǎng)絡(luò)利用動態(tài)頻譜接入技術(shù)可以使無線傳感器節(jié)點選用高質(zhì)量的信道，發(fā)現(xiàn)并擴展傳感器網(wǎng)絡(luò)的可用頻段，提升傳統(tǒng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的抗干擾能力和頻譜利用能力。合作頻譜感知作為認知無線傳感器網(wǎng)絡(luò)頻譜發(fā)現(xiàn)和利用的基礎(chǔ)和前提，感知精度將直接影響動態(tài)頻譜接入和切換技術(shù)的應(yīng)用，因此受到學術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。
　　

2、頻譜使用的分布圖譜能夠很好的為認知無線傳感器網(wǎng)絡(luò)提供頻譜復(fù)用指導。論文從頻譜信號分布圖譜生成出發(fā)，充分利用傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作能力和分布式計算能力，研究了分布式一致性合作感知算法。針對合作感知中的數(shù)據(jù)篡改攻擊，設(shè)計了確保感知精度的安全防御機制。
　　論文首先研究了認知無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中頻譜信號分布的分布式一致性合作感知算法，將頻譜信號的合作感知擴展到分布式認知無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中。利用基函數(shù)分解來將函數(shù)逼近問題轉(zhuǎn)化成為系數(shù)向量的估計問題，并

3、且利用模型選擇來提高感知結(jié)果的泛化能力。通過引入輔助變量對問題進行完全解耦，最終利用交替乘子法得到分布式一致性的算法。仿真表明算法可以達到與集中式算法同樣的感知性能。
　　針對頻譜信號分布的合作感知過程中的數(shù)據(jù)篡改攻擊，設(shè)計了雙層處理機制的安全算法。上層有效數(shù)據(jù)篩選機制通過分析觀測數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，以預(yù)先布置的可信節(jié)點的觀測值為基準，構(gòu)造可信度指標并且據(jù)此進行來對篡改數(shù)據(jù)進行檢測和排除，篩選出有效數(shù)據(jù)集合。下層安全數(shù)據(jù)融合機制通過利