认知无线电网络基于合作感知的攻击检测算法及鲁棒性研究

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1、分类号TN929.5密级公开UDC621.39学位论文编号D-10617-30852-(2016)-01131重庆邮电大学硕士学位论文中文题目认知无线电网络基于合作感知的攻击检测算法及鲁棒性研究英文题目AttackDetectionandRobustnessAlgorithmbasedonCollaborativeSensinginCognitiveRadioNetworks学号S130131167姓名邹永旭学位类别工程硕士学科专业电子与通信工程指导教师陈前斌完成日期2016年6月8日巧独创性声九工作及取的硏下进行的研本人声明所呈交自脖位论文是本人在导师指导＾’叱文中不色

2、他人佩注和麵的地方外究成果。尽我所知，除了文中特别加＾細？也或其已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得做出的巧献均已在论位或证书破酣的欄－阻作的人员对权研究。城文中作了明确的说明并致谢意。６月名曰：＾４年曰期：作者签名；卸沾＾学位论文版权使用授权书本人宗今了解重庆邮电大学有权保留、使用学位论文纸质版和电子版的规定，即学校有权向国家有关部口或机构送交论文，允许论文被查阅和借阅等。本人授权重庆邮电大学可公布本学位论文的今部或部Ａ内容，可编入有关、数据库或信息系统进行检索分析或评价，可采用影印、缩印、扫描或拷贝等复制手段保存。、汇编本学

3、位论文（注：保密的学位论文在解密后适用本授权书。），作者签名：名？Ｍ导师签名；曰期；。｜６年《月义／日日期：义年作《日重庆邮电大学硕士学位论文摘要摘要认知无线电作为一种提高频谱利用率的智能技术备受关注。其中，合作频谱感知技术，能够在避免对主用户造成干扰的情况下，提升感知性能，进而有效提高接入并使用空闲频谱的机会。然而，合作感知也为合作组中的某些感知用户提供了攻击的机会（在此称为攻击者），即攻击者通过在合作组中发送错误的感知信息来破坏感知决策过程，以此获得对频谱信道的占有率，这种攻击被称为伪造频谱感知数据(SpectrumSensingDataFalsifi

4、cation,SSDF)攻击。该攻击不仅能破坏合作感知的性能，而且会降低频谱的有效利用率。因此，设计一个有效的攻击检测算法，对于认知无线电网络的安全性，具有重要意义。为了提高合作感知的有效性能，实现频谱利用率最大化，本文提出了基于名誉值的合作感知攻击检测算法。首先，基于合作组中感知用户的可信度，该算法用“名誉值”标记每个簇内的感知用户，并使用带名誉值的差异值函数对每个感知用户的感知报告进行更新，来获得更接近主用户真实状态的本地感知决策。接着，合作组中的聚合中心对各簇的本地感知决策进行加权优化，并做出全局感知决策。最后，聚合中心基于感知用户的历史感知报告，更新其名誉值，并检测标记出

5、诚实用户和攻击者。仿真结果表明，该算法获得的合作感知的感知报告更新值更接近主用户的真实状态，即提高了主用户检测的正确率；在攻击者数目较多时，算法的合作感知性能仍能保持稳定，从而保证了较高的频谱利用率。考虑合作感知组中各感知用户的感知信息交换形式，以及对SSDF攻击检测率及检测鲁棒性问题，本文又提出了一种基于公共控制信道(CommonControlChannel,CCC)安全性的合作攻击检测算法。算法首先完善合作感知模型，即建立一个CCC，并结合名誉值的作用，检测出攻击者。接着，基于内敛惩罚函数和直接搜寻法，算法得出在获取良好攻击检测率下的最优门限值。最后，使用“Kullback-

6、LeiblerDiversity”方法验证了算法的鲁棒性。仿真结果表明，该算法不仅能够有效检测出合作组中的攻击者，而且能保证其鲁棒性，这对于解决合作感知中出现的SSDF攻击，保证认知无线电网络的安全性问题，具有深远的实际意义。关键词：认知无线电，合作频谱感知，攻击检测算法，名誉值I重庆邮电大学硕士学位论文AbstractAbstractCognitiveradio(CR)isanintelligenttechnologytoimprovespectrumutilizationandgetsmoreandmoreconsiderableattentions.Asoneoftheke

7、yissuesincognitiveradio,collaborativespectrumsensingtechnologyisabletoimprovesensingperformanceandincreaseaccessopportunityforunder-utilizedspectrumwhileavoidinginterferencetotheprimaryusers.However,italsoopensanopportunityforcertainsecondary