认知无线电频谱感知安全与功率分配方法研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qingyong339
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随着无线通信概念的腾空问世,无线通信技术飞快迅猛的发展,人们对通信业务的需求及要求越来越高,这极大的受到了频谱资源有限性的限制。认知无线电技术的提出,有效缓解了频谱资源短缺、频谱利用率低下以及人们对频谱需求不断增长这些矛盾,因此该技术受到了研究学者的广泛关注。通过对无线通信环境进行频谱感知,认知无线电技术在保证对授权用户无干扰无影响,并保证授权用户通信优先权的前提下,频谱空穴被认知用户动态地接入,从而更好更高效的利用了有限的频谱资源。然而无线信道的开放性致使认知无线电网络不仅面临着传统的无线网络安全问题,同时迎来了新的各类安全隐患。作为认知无线电有效工作的基础,频谱感知技术不容忽视,与频谱感知相关的安全隐患及其防御方案便有着非常重要的意义。  本文主要研究了认知无线电频谱感知安全与功率分配技术,具体研究内容如下:  首先,针对本地频谱感知与合作频谱感知性能,分析了各类检测技术和检测算法,进而提出了一种改进的合作频谱感知方案,该算法利用融合中心接收到的来自各个认知用户的检测概率,通过分析对比,对参加融合的本地决策进行筛选,进而进行可信度加权。我们将通信环境假设为一个在认知用户中存在恶意节点或是存在故障节点的认知网络,仿真结果表明,相比较于传统的检测方法,本文提出的方法在提高频谱感知性能的同时,保证了网络的安全。  然后,考虑到认知无线电的资源分配技术,本文提出了一种应用改进的差分进化算法对CR-OFDM系统的资源进行分配的算法。该算法同时考虑功率限制条件和干扰受限条件,首先给认知用户分配子载波,然后基于改进的差分进化算法对认知用户的子载波进行功率分配,使得系统总传输速率最大化。仿真结果说明本文提出的算法可以有效的控制认知用户的功率,在认知无线电系统中实现资源均分,在低计算复杂度的同时有效的提高系统传输速率。  综上所述,本文在分析频谱感知原理的前提基础上,针对与频谱感知相关的安全隐患类型,提出了基于用户信任度的合作频谱感知安全方案以及用改进的差分进化算法对认知用户子载波的功率进行分配的算法。
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