認知無線電頻譜感知安全技術(shù)研究.pdf

1、隨著無線通信技術(shù)迅猛發(fā)展，有限的頻譜資源已無法滿足人們?nèi)找嬖鲩L的業(yè)務需求。研究表明：靜態(tài)的頻譜資源分配方案使得某些頻譜資源內(nèi)承載了過多的業(yè)務，而大多數(shù)頻譜資源在大多時候處于空閑狀態(tài)，從而造成了極大的浪費。為此，認知無線電技術(shù)作為一種緩解頻譜資源短缺、頻譜需求不斷增長和頻譜利用率低下之間矛盾的有效手段受到了廣泛的關(guān)注。認知無線電技術(shù)通過對無線環(huán)境進行頻譜感知，在不對授權(quán)用戶的通信產(chǎn)生干擾的前提下，實現(xiàn)頻譜空穴的動態(tài)接入，從而提高了頻譜的利

2、用率。
　　無線信道的開放性使得認知無線電網(wǎng)絡在面臨傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡安全問題的同時，還面臨著各類新的安全隱患。惡意用戶通過各種攻擊手段與認知無線電網(wǎng)絡競爭頻譜資源或?qū)W(wǎng)絡的正常工作產(chǎn)生惡意干擾。隨著認知無線電網(wǎng)絡應用價值的不斷提高，其安全問題也逐漸引起了人們的重視。頻譜感知作為認知無線電的關(guān)鍵核心技術(shù)，對與頻譜感知相關(guān)的安全隱患及防御方案進行研究也具有重要的意義。
　　本文在分析頻譜感知原理的基礎上，針對與頻譜感知相關(guān)的安全隱患

3、類型，分別提出了安全合作頻譜感知、信號特征檢測、信號源定位等方案，具體內(nèi)容如下：
　　首先，分析了合作頻譜感知性能的影響因素，提出了一種基于用戶篩選的安全合作頻譜感知方案，以最大化合作頻譜感知的檢測概率為目的，利用各認知用戶的先驗檢測概率對參加數(shù)據(jù)融合的用戶進行篩選；后又在基于用戶篩選的基礎上，提出了一種改進的合作頻譜感知方案，同樣利用融合中心接收到的各用戶的檢測概率，對篩選出的參加融合的本地決策進行可信度加權(quán)，在提高頻譜感知性能

4、的同時，保證了網(wǎng)絡的安全。
　　其次，從分形理論入手，分析了分形盒維數(shù)在信號調(diào)制方式識別上的不足，在基于決策理論的信號識別的基礎上，提出了一種新的基于瞬時特征參數(shù)的調(diào)制信號識別方案，新的瞬時特征參數(shù)計算量小，實現(xiàn)簡單；后又針對一維的瞬時特征參數(shù)存在識別盲區(qū)，結(jié)合了盒維數(shù)和新的瞬時特征參數(shù)，提出了基于二維特征參數(shù)的信號檢測方案，在較低信噪比環(huán)境下，仍然能以較高的概率識別出信號的調(diào)制類型，不僅可以實現(xiàn)仿冒授權(quán)用戶攻擊防御，還能用于頻譜

5、感知階段實現(xiàn)掩蓋授權(quán)用戶攻擊的有效防御。
　　再次，將無線傳感器網(wǎng)絡中的目標定位算法引入了認知無線電網(wǎng)絡的信號源定位中，并針對仿冒授權(quán)用戶攻擊，提出了一種新的基于壓縮感知的信號源定位算法，認知用戶把接收到的信號源的信號強度作為信源指紋，通過壓縮感知技術(shù)獲取信源和認知用戶之間的地理位置的相關(guān)度，并將這些相關(guān)信息作為認知用戶的可信度因子，利用質(zhì)心算法進行精確的信源位置定位。
　　最后，分析了基于orth的稀疏目標定位算法的定位原