协作频谱感知中的若干安全问题研究.pdf

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1、■？成ｒ．１０２９单位代码：３密级：考座營像硕女化Ａ－．－■－１论文题目：协作频谱感知中的若干安全问题研究学号１３１２０９０４０１姓名飾丽娜导＂巧陶志阔赵越专业学位类别工程硕ｚｂ类在职专业（领域）申．子与通信工程论文提交日期２０１５年０３月１０日．，、去－南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研巧成果，也

2、不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意与我。意承担一切相关的法律责任本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿。研究生签名日期．：：心氏年南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可Ｗ保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子文档；允许论文被查阅和借阅；可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质一论文的内容相。论文的公布（包括刊登）授权南京邮

3、电大学研生院理。致巧办涉密学位论文在解密后适用本授权。书研巧生签：：名而导师签名日期如ResearchonSecurityIssuesforCooperativeSpectrumSensinginCognitiveRadioNetworksThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEngineeringByBaoLi-naSupervisor:Prof.TaoZhi-kuoandZhaoYueMarch2015摘要随着无线通信技术的快速发

4、展，频谱需求急剧增长，有限的频谱资源不能满足越来越多的用户需求。与此同时，已分配频谱的利用率并不高，频谱稀缺与低利用率共存。认知无线电技术应运而生，使动态频谱接入成为可能，在不影响主用户的前提下，利用空闲的授权频段进行通信，从而提高频谱资源的利用率，满足更多用户的频谱需求。频谱感知技术是认知无线电网络运行的前提，随着研究的不断深入，研究人员提出了协作频谱感知技术，它利用空间分集克服单节点感知所面临的多径衰落、阴影效应和接收机的不确定性等问题。但是协作频谱感知技术仍没有很好地解决感知阶段可能面临的安全问题。因此，协作频谱感知中的安全问题已成为频谱感知领域内的研究热点。本文研究

5、协作频谱感知中的安全问题，主要内容和成果如下：首先，介绍了现有单节点感知方法和协作频谱感知技术及主要技术特点等。第二，归纳和分析恶意环境中的协作频谱感知问题。建立了主用户仿冒和频谱感知数据篡改两类主要恶意攻击行为的模型，理论推导和仿真分析了这两类攻击对感知结果的影响，给出了这两类攻击对系统的危害程度。第三，针对仿冒用户和频谱感知数据篡改攻击问题，提出了基于辅助节点的协作频谱感知方法。在认知无线电网络内部署若干辅助节点，利用链路特征和加密机制识别主用户的活动情况，并提出了基于信誉度的融合判决算法。仿真结果表明，该方法在恶意环境下具有一定的抗攻击能力。最后，针对单个仿冒用户存在

6、下的感知性能优化问题，提出了一种基于最大比合并的融合算法。在集中式协作频谱感知架构下，当网络中存在主用户仿冒攻击时，每个次用户检测到来自于恶意用户和主用户的信号，求解一组最优加权融合系数，缓解仿冒信号对检测性能的影响。仿真结果表明，该方法具有一定的抗攻击能力，当参与协作的用户数目增加时，基本能消除恶意信号对检测性能的影响。综上，论文研究了协作频谱感知阶段的主用户仿冒攻击和频谱感知数据篡改攻击问题，研究工作为解决频谱感知中的安全问题和推动认知无线电的应用提供了可行的解决方案。关键词:协作频谱感知，安全，恶意用户，主用户仿冒，频谱感知数据篡改IAbstractWiththera

7、piddevelopmentofwirelesscommunicationtechnologies,thespectrumrequirementincreasesquicklyandthecurrentstaticspectrumallocationpolicyalreadycannotmeettheradiousers’demands.Meanwhile,theallocatedspectrumisutilizedefficiently,andthespectrumscarcitycoexistswithlowu