認(rèn)知無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的合作頻譜感知算法及安全機(jī)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(diǎn)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(rèn)知無線傳感器網(wǎng)絡(luò)利用動(dòng)態(tài)頻譜接入技術(shù)可以使無線傳感器節(jié)點(diǎn)選用高質(zhì)量的信道，發(fā)現(xiàn)并擴(kuò)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(rèn)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(dòng)態(tài)頻譜接入和切換技術(shù)的應(yīng)用，因此受到學(xué)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(rèn)知無線傳感器網(wǎng)絡(luò)提供頻譜復(fù)用指導(dǎo)。論文從頻譜信號(hào)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(jì)算能力，研究了分布式一致性合作感知算法。針對(duì)合作感知中的數(shù)據(jù)篡改攻擊，設(shè)計(jì)了確保感知精度的安全防御機(jī)制。
　　論文首先研究了認(rèn)知無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中頻譜信號(hào)分布的分布式一致性合作感知算法，將頻譜信號(hào)的合作感知擴(kuò)展到分布式認(rèn)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(jì)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(duì)問題進(jìn)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(dá)到與集中式算法同樣的感知性能。
　　針對(duì)頻譜信號(hào)分布的合作感知過程中的數(shù)據(jù)篡改攻擊，設(shè)計(jì)了雙層處理機(jī)制的安全算法。上層有效數(shù)據(jù)篩選機(jī)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(diǎn)的觀測值為基準(zhǔn)，構(gòu)造可信度指標(biāo)并且據(jù)此進(jìn)行來對(duì)篡改數(shù)據(jù)進(jìn)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(jī)制通過利