cr中机会频谱接入与路由安全机制研究

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1、CR中机会频谱接入与路由安全机制研究2013熊凯硕士信息与通信工程江虹教授ClassifiedIndex:TN014U.D.C:621.39SouthwestUniversityofScienceandTechnologyMasterDegreeThesisOpportunisticSpectrumAccessandRoutingSecurityinCRNetworkGrade:2013Candidate:XiongKaiAcademicDegreeAppliedfor:MasterSpeciality:InformationandCommunicationE

2、ngineeringSupervisor:JiangHongProfessorApr.15,2016独创性声明本人声明所亞交的论文是我个人化导师指导Ｋ进行的研究［：作政化得的研究成＇巧，。尽巧所巧ｎ除了文中特別加Ｗ标注和致谢的地方外论文中不包含其他人日经化巧或撰写过的研究成果，也不包含为获得西南科技乂学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料－。巧我问Ｘ作的同忠对本研究所做的任何巧献巧己在论文中作了明确的说明并表水了谢息。签＾叫《哨名：斯Ｎ朋：句辕Ｖ关于论文使用和授权的说明本人亢全了解巧，即：学校有权ｉ讨科巧大学有关侣巧、

3、使用学位论文的规化，保留学位论文的巧印件允许该论文被查阅和借阅；学校公布该论文的全部。或部分Ｉ、与容，采用影印缩印或巧他复制手段保化论文（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）－签名：鱼Ｌ杳１哥师签名：哀知１／円期：分、ｊ西南科技大学硕士研究生学位论文第I页摘要认知无线电（CognitiveRadio，CR）相比传统的无线网络具有更大的挑战。本论文以CRAHNs网络中的MAC层机会频谱接入以及路由安全为研究对象，研究CRAHNs网络设计实现中的关键技术问题。在CRAHNs中，次用户完成机会频谱接入的问题可以建模为部分可观测的马尔科夫过程（Par

4、tiallyObservableMarkovDecisionProcess，POMDP），由于POMDP属于NP完全(NPComplete,NPC)问题，存在―维度灾难‖效应。而MonteCarlo估计的精度仅与求解问题的方差平方成反比，与维度无关。本文据CRAHNs网络特性，给出simplified-MCTS方法求解机会频谱接入问题。Simplified-MCTS建立额外存储矩阵用于替代回溯步骤的节点统计信息更新。同时，采用浅仿真树来完成MCTS中MonteCarlo仿真部分。安全路由方面，本文主要研究攻击类型为路由黑洞的恶意节点入侵。本文采用基于特征序列的

5、检测方式。网络的特征序列由FP-Growth方法对报文转发规律提取得到。实验表明，当捕获到的路由表信息足够多时，特征序列趋于稳定。当网络遭受恶意节点入侵时，统计序列秩的变化情况，生成可疑节点集。再对可疑节点集内节点进行DE-Cusum检测，定位恶意节点。机会频谱接入仿真实验结果表明，simplified-MCTS性能表现优于随机贪婪方法，和Q-learning、MCTS方法性能表现基本一致，但其时间复杂度相对MCTS大大降低。在路由安全仿真实验中，本文使用NS2搭建11个节点的黑洞攻击脚本，结果表明基于序列的检测方式能够有效地以较低采样次数检测出恶意节点。关键

6、词:CRAHNs；simplified-MCTS；机会频谱接入；黑洞攻击；序列检测西南科技大学硕士研究生学位论文第II页AbstractTheCognitiveRadioAdHocNetworks(CRAHNs)includelotsofmorechallengesthanthetraditionalnetworks.Thispaperfocusesontheopportunisticspectrumaccessandtheroutesecurity.InCRAHNs,asecondaryuser(SU)searchesforspectrumopportuni

7、tieswithoutacentralcoordinator,whichcanbemodeledasaPartiallyObservableMarkovDecisionProcess(POMDP).Thereis―CurseofDimensionality‖becausethePOMDPbelongstotheNPComplete.WeproposeanaccessschemethatselectschannelswithMonteCarlomethodwhoseestimationaccuracydoesnotmatterwiththedimensional

8、ityofproblem.Itison