基于博弈論的認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)自私行為防御機制研究.pdf

1、隨著無線通信的發(fā)展,無線頻譜資源日漸稀缺。認(rèn)知無線電技術(shù)可以提高頻譜利用率,成為解決頻譜資源匱乏的重要技術(shù)之一。研究表明,由于認(rèn)知用戶具有較大的自主性和較強的傳輸控制能力,認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)極易受到自私行為攻擊的威脅。例如,在缺乏約束和激勵的分布式認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)中,某些認(rèn)知用戶可以通過擅自增加其發(fā)送概率等違背系統(tǒng)協(xié)議的措施來提高本用戶的吞吐量,從而獲得更高的收益。自私行為攻擊可導(dǎo)致用戶間的不公平性,甚至可以進一步導(dǎo)致認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)的拒絕服務(wù)攻擊。

2、
　　 為此,論文以認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)中的發(fā)送概率控制為例對自私用戶的行為進行了分析,通過重復(fù)博弈建立用戶間的信任機制,激勵認(rèn)知用戶合法競爭頻譜。為了消除理性用戶執(zhí)行自私行為攻擊的動機,本文提出了基于聯(lián)合干擾的認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)安全(Cooperation Jamming-based Cognitive Radio Security,CJCRS)機制,懲戒違反規(guī)則的作弊用戶,令其收益小于非作弊用戶。該機制包括兩個部分:攻擊檢測機制和基于聯(lián)合

3、干擾的懲戒機制。懲戒機制分為兩個階段:在階段1內(nèi),其余用戶聯(lián)合對作弊用戶發(fā)送干擾信號破壞其通信,令其收益顯著下降;在階段2內(nèi),非作弊用戶可以發(fā)送數(shù)據(jù),但作弊用戶不得發(fā)送消息,否則將受到更嚴(yán)厲的懲戒。仿真結(jié)果表明,在存在自私攻擊時,該安全機制的性能優(yōu)于傳統(tǒng)的IEEE802.11DCF系統(tǒng),能明顯降低作弊用戶的收益,并有效提高非作弊用戶的平均收益,證明了該安全機制在防御自私行為攻擊方面的可行性和有效性。
　　 本文的主要創(chuàng)新點是:在