專利名稱：基于歷史表現(xiàn)的減弱惡意用戶對協(xié)作頻譜感知影響的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及認(rèn)知無線電系統(tǒng)的協(xié)作頻譜感知技術(shù)領(lǐng)域。
ニ、背景技術(shù)
認(rèn)知無線電技術(shù)是ー種備受關(guān)注的解決頻譜短缺的有效途徑，頻譜感知技術(shù)作為其關(guān)鍵技術(shù)成為研究熱點。頻譜感知是指具有認(rèn)知功能的終端通過各種感知技術(shù)對某ー頻段內(nèi)的信號進行感知，根據(jù)感知情況動態(tài)管理和利用頻譜。協(xié)作頻譜感知技術(shù)是基于認(rèn)知用戶間的合作進行頻譜感知，利用空間分集提高系統(tǒng)感知的準(zhǔn)確度和靈敏度?，F(xiàn)有的協(xié)作頻譜感知技術(shù)都是在假設(shè)參與協(xié)作感知的認(rèn)知用戶都是可信任的前提下，對認(rèn)知用戶的感知結(jié)果進行數(shù)據(jù)融合的。但是認(rèn)知無線電系統(tǒng)中可能存在深度衰落用戶或者惡意用戶，它們的存在將對協(xié)作頻譜感知系統(tǒng)造成破壞。惡意用戶對系統(tǒng)的攻擊主要有“Always Yes”和“Always No”兩種，“AlwaysYes”表示惡意用戶總是發(fā)送表示信道被占用的感知信息或感知結(jié)果給融合中心；“Always No”表示惡意用戶總是發(fā)送表示信道未被占用的感知信息或感知結(jié)果給融合中心。惡意用戶發(fā)送“ Always Yes”攻擊的目的是降低認(rèn)知無線電系統(tǒng)對某特定頻段的利用率，這使得認(rèn)知無線電系統(tǒng)失去意義。惡意用戶發(fā)送“Always No”攻擊的目的是降低認(rèn)知無線電系統(tǒng)對某特定頻段的檢測概率，這將造成對授權(quán)用戶的干擾。而長期處于深度衰落環(huán)境的認(rèn)知用戶，由于接收到信號的信噪比很低，其對系統(tǒng)的影響類似于“Always No”攻擊，因此可以一起討論。因此，現(xiàn)有技術(shù)中，針對認(rèn)知無線電系統(tǒng)中存在惡意用戶的情況，還沒有一種減弱惡意用戶對協(xié)作頻譜感知系統(tǒng)的影響并識別出惡意用戶的方案。

發(fā)明內(nèi)容
I、技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對認(rèn)知無線電系統(tǒng)中存在深度衰落用戶和惡意用戶的情況，減弱它們對系統(tǒng)感知性能的影響，同時識別系統(tǒng)中的惡意用戶。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的基于歷史表現(xiàn)的減弱惡意用戶對協(xié)作頻譜感知影響的方法，包括如下步驟I)首先初次協(xié)作感知時，設(shè)定每個參與協(xié)作感知的認(rèn)知用戶(( )的可信度/^為I，設(shè)定系統(tǒng)的周期性檢測周期為Tp ；2)中心節(jié)點(CN)收集并記錄各認(rèn)知用戶的感知結(jié)果，根據(jù)各認(rèn)知用戶的可信度計算其相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)；3)根據(jù)步驟2計算出的各認(rèn)知用戶的權(quán)重系數(shù)對感知信息進行融合，作出最終的感知判決；4)判斷協(xié)作感知次數(shù)是為檢測周期Tp的整數(shù)倍，如果是，根據(jù)各認(rèn)知用戶的歷史表現(xiàn)情況判斷各認(rèn)知用戶是否為惡意用戶，若判斷為惡意用戶，其可信度設(shè)定為零，反之僅更新協(xié)作頻譜感知的次數(shù)；
5)更新各認(rèn)知用戶的可信度，在進行下一次協(xié)作頻譜感知時從步驟2開始循環(huán)。3、有益效果本發(fā)明具有的優(yōu)點如下(I)能有效地減弱深度衰落用戶和惡意用戶對協(xié)作感知系統(tǒng)的影響，最優(yōu)化系統(tǒng)的感知性能；(2)通過周期性檢測能有效地識別出系統(tǒng)中的惡意用戶；(3)算法簡單，易于實現(xiàn)。
四

圖1示出了協(xié)作頻譜感知系統(tǒng)的模型，圖中CN為中心節(jié)點，CRj為參與協(xié)作感知的認(rèn)知用戶；圖2示出了本發(fā)明的協(xié)作頻譜感知系統(tǒng)架構(gòu)示意圖；圖中h表示第j個認(rèn)知用戶與授權(quán)用戶間的信道增益，Xj (i)和Yi分別表示參與協(xié)作感知的第j個認(rèn)知用戶的接收到信息的采樣值和檢測統(tǒng)計量，Hj表示第j個認(rèn)知用戶的檢測統(tǒng)計量在傳輸過程中疊加的高斯白噪聲，Zj表示中心節(jié)點收到的第j個認(rèn)知用戶的檢測信息，Wj表示第j個認(rèn)知用戶在進行線性融合時對應(yīng)的權(quán)重系數(shù)，S表示系統(tǒng)線性融合結(jié)果；圖3示出了基于歷史表現(xiàn)的減弱惡意用戶對協(xié)作頻譜感知影響的流程示意圖。
五具體實施例方式以下將參照附圖，對本發(fā)明的具體實施方式
進行詳細(xì)描述。如圖I和圖2所示，協(xié)作頻譜感知系統(tǒng)是多個認(rèn)知用戶K ^ 2共同對同一段頻譜進行感知，認(rèn)知用戶將各自的感知信息發(fā)送給中心節(jié)點，由中心節(jié)點對各認(rèn)知用戶的信息采取一定的準(zhǔn)則進行融合并作出最終的判決。本發(fā)明中用可信度來衡量認(rèn)知用戶的歷史表現(xiàn)情況，可信度定義為認(rèn)知用戶的感知結(jié)果與系統(tǒng)判決結(jié)果相同的情況占總感知次數(shù)的情況，具體表達式可寫為mn；1 = Nj'same ,η = \,2·(I)
η等式左邊wf1表示第j個認(rèn)知用戶在第n+1次協(xié)作頻譜感知時的可信度，Njjsame表示第j個認(rèn)知用戶在之前η次協(xié)作頻譜感知過程中，該認(rèn)知用戶的感知結(jié)果和系統(tǒng)最終判決結(jié)果相同的次數(shù)。每個認(rèn)知用戶的可信度的取值是連續(xù)的，取值的大小表征該認(rèn)知用戶的感知結(jié)果可信任的程度，取值越大，表明該認(rèn)知用戶在以往的感知過程中表現(xiàn)較好，系統(tǒng)對其的感知信息接收程度較高。對于惡意用戶或者長期處于深衰落環(huán)境中的認(rèn)知用戶，其可信度將逐步降低，逐步減小對系統(tǒng)最終判定結(jié)果的影響。而對于所處的信道環(huán)境較好的認(rèn)知用戶，其可信度值將保持在一個較高的水平，在長期的感知過程中，對系統(tǒng)感知結(jié)果的影響起到一個主導(dǎo)作用。對于正常的認(rèn)知用戶來說，可信度可用來衡量其所處的信道環(huán)境。協(xié)作感知系統(tǒng)在初次感知時，我們假設(shè)每個認(rèn)知用戶的可信度均為1，即< =1，這時系統(tǒng)認(rèn)為所有認(rèn)知用戶的感知信息都是可信任的。為了體現(xiàn)可信度對系統(tǒng)的影響，在數(shù)據(jù)融合中以權(quán)重系數(shù)來體現(xiàn)
KS =工 Wj Yj , η = 1，2…(2)
7 = 1式中，<表示第j個認(rèn)知用戶在第η次協(xié)作感知中的權(quán)重系數(shù)。此時系統(tǒng)的融合結(jié)果可表示為
權(quán)利要求
1.基于歷史表現(xiàn)情況的減弱深度衰落用戶和惡意用戶對協(xié)作頻譜感知性能影響的方法，其步驟如下 1)首先設(shè)定協(xié)作頻譜感知系統(tǒng)的各認(rèn)知用戶在初次感知時可信度均為1，同時設(shè)定系統(tǒng)的檢測周期Tp ； 2)中心節(jié)點收集并記錄各認(rèn)知用戶的感知結(jié)果，根據(jù)各認(rèn)知用戶的可信度計算相應(yīng)的協(xié)作感知權(quán)重系數(shù)； 3)中心節(jié)點根據(jù)權(quán)重系數(shù)對認(rèn)知用戶的感知信息進行融合，并作出最終的判決； 4)判斷協(xié)作感知次數(shù)是為檢測周期Tp的整數(shù)倍，如果是，根據(jù)各認(rèn)知用戶的歷史表現(xiàn)情況判斷各認(rèn)知用戶是否為惡意用戶，若判斷為惡意用戶，其可信度設(shè)定為零，反之僅更新協(xié)作頻譜感知的次數(shù)； 5)更新各認(rèn)知用戶的可信度，在進行下一次協(xié)作頻譜感知時從步驟2開始循環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明針對認(rèn)知無線電系統(tǒng)中存在深度衰落用戶或惡意用戶的情況，提出了一種基于歷史表現(xiàn)情況的減弱深度衰落用戶和惡意用戶對協(xié)作頻譜感知性能影響的方法。該方法設(shè)定系統(tǒng)初次協(xié)作頻譜感知時各認(rèn)知用戶的可信度均為1，同時設(shè)定系統(tǒng)的檢測周期Tp≥10，中心節(jié)點記錄每個認(rèn)知用戶的感知結(jié)果，并與系統(tǒng)最終的感知結(jié)果進行比較，從而更新各認(rèn)知用戶的可信度以及在下一次協(xié)作感知的權(quán)重系數(shù)；同時通過周期性檢測認(rèn)知用戶的感知結(jié)果來檢測系統(tǒng)中是否存在惡意用戶。在系統(tǒng)中存在深度衰落用戶或者惡意用戶的情況下，該方法能最優(yōu)化系統(tǒng)的感知性能；在系統(tǒng)中存在惡意用戶的情況下，該方法能通過周期性檢測，識別出系統(tǒng)中的惡意用戶。
文檔編號H04B17/00GK102624464SQ20111002781
公開日2012年8月1日 申請日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者郭榮輝, 龔牡丹 申請人:龔牡丹