[发明专利]一种抗伪装SSDF恶意攻击的合作频谱感知的方法

权利要求书

1.一种抗伪装SSDF恶意攻击的合作频谱感知的方法，其特征在于，该抗伪装SSDF恶意攻击的合作频谱感知的方法通过对比能量划分区间，确定初始感应值所在的位置，根据信任值更新机制调整各个感知节点的信任值，数据格式转换器DFC反馈并储存新的信任值表；

次级用户与主用户共享频谱资源，检测到主用户处于闲状态，将以大功率发射信号，检测到主用户处于忙状态将以小功率发射信号；

构建最优化的频谱感知模型，确定有关发射功率和感知时间的约束条件；

求解所建立的最优化问题，选择使得次级网络的吞吐量最大的合作感知的感知周期和次级用户的信号发射功率作为该频谱感知模型的感知参数；

通过对比能量划分区间之前需要：

参与合作感知的节点进行周期性的频谱检测，获得主用户频谱资源的特征；

正常感知节点和恶意感知节点通过正交的公共控制信道向数据融合中心进行感知信息的汇报；

具有伪装能力的恶意节点根据自身的信任值大小选择合适的时机，以一个合适的概率发动攻击，根据主用户发射机PU-Tx和切换用户发射机SU-Tx的反馈信息并结合自身的决策结果判定自己所做的决策所属的类型。

2.如权利要求1所述的抗伪装SSDF恶意攻击的合作频谱感知的方法，其特征在于，该抗伪装SSDF恶意攻击的合作频谱感知的方法包括以下步骤：

步骤一，参与合作感知的节点开始进行周期为τ_s的频谱检测过程，获得主用户频谱资源的特征；

各感知节点将实时的检测主用户所处状态，频谱检测过程是基于能量检测：s(n),n＝1,2,...,M表示PU-Tx发射的复PSK信号，是均值为0、方差为的随机信号；u_i(n)表示感知节点CR_i,i＝1,2,...,M处的高斯加性白噪声信号，是均值为0、方差为的循环对称复杂的高斯分布，即：每个u_i(n)之间是相互独立；随机变量s(n)和u_i(n)之间也是相互独立，所以每个感知节点CR_i处的瞬时信噪比h_i指的是信道衰减系数；同时每个感知节点CR_i通过一组正交的控制信道将信噪比γ_i反馈给DFC，即DFC知晓所有的瞬时信噪比参数；

步骤二，正常感知节点和恶意感知节点通过正交的公共控制信道向数据融合中心进行感知信息的汇报；

步骤三，数据融合中心对收集到的感知信息进行数据融合，根据PU-Tx和SU-Tx的反馈信息并结合自身的决策结果判定自己所做的决策所属的类型；

步骤四，通过比较感知节点初始感应值和最终的信号统计量，判断感知节点初始感应值的准确性；

步骤五，确定初始感应值所在的位置，根据信任值更新机制调整各个感知节点的信任值，DFC处储存新的信任值表；

步骤六，构建最优化模型，确定有关发射功率和感知时间的约束条件，求解所建立的最优化问题，得到使得次级网络的吞吐量最大的合作感知的感知周期和次级用户的信号发射功率；

步骤七，因为信道衰减系数是随机变量，故重复循环步骤一至步骤六，完成10000次实验，得到最优感知时间，信号发射功率、全局虚警概率和漏检概率以及各个感知节点最新的信任值T(t)；并作为之后频谱感知的感知参数；

在步骤一中，每个感知节点CR_i,i＝1,2,...,M处接收到的信号表示为：

其中H₀和H₁分别表示主用户的频带资源处于闲置状态和繁忙状态，u_i(n)，s(n)和h_i分别表示感知节点CR_i,i＝1,2,...,M处的高斯加性白噪声信号，PU-Tx发射的复PSK信号和PU-Tx到CR_i链路的衰减系数；

每个感知节点CR_i处的信号能量统计量表示为：

其中N＝τ_sf_s是在一个感知周期内感知节点的采样数，f_s是信号采样频率，因为恶意节点的智能攻击是随机性的；

获得的频谱资源的特征是指主用户信道资源上的信号能量的统计量Y_i；

在步骤三中：

DFC根据每一个参与合作感知的次级用户CR_i,i＝1…M汇报的本地感知信息得到关于信号能量的统计量

诚实节点：正常汇报本地感知信息；

数据格式转换器DFC根据每一个参与合作感知的次级用户CR_i,i＝1,…,M汇报的本地感知信息s^(t)(n),n＝1,2,...,M表示PU-Tx在t时刻发射的均值为0、方差为复合调制随机信号；u_i^(t)(n)表示在t时刻感知节点CR_i,i＝1,2,...,M处的高斯加性白噪声信号；每个u_i^(t)(n)之间是相互独立的；随机变量s^(t)(n)和u_i^(t)(n)之间也是相互独立的，是PU-Tx与每个感知节点CR_i之间的信道衰减系数，是均值为0方差为1的复高斯随机变量；

在步骤四中：

实际主用户是存在的，且最终的判断结果是H₁时：说明节点i的感知性能很可靠，则采取慢增长的策略；

说明感知节点i的性能较为可靠，则采取较慢增长策略；U_i(t)＜min{U(t),ε}，说明感知节点i有所失准或者很大可能就是恶意节点，则采取较快恢复的策略；和ε分别表示能量阈值的上下界；

min{U(t),ε}＜U_i(t)＜A，说明感知节点i有所失准或者有可能是恶意节点，则采取快恢复的策略；否则能量A＜U_i(t)＜B，不能明确感知节点的性能的好坏，故保持信任值不变；

实际主用户是不存在，且最终的判决结果是H₀时：U_i(t)＜min{U(t),ε}，说明节点i的感知性能很可靠，则采取慢增长的策略；

min{U(t),ε}＜U_i(t)＜A，说明感知节点i的性能较为可靠，则采取较慢增长策略；若说明感知节点i有所失准或者很大可能就是恶意节点，则采取较快恢复的策略；

说明感知节点i有所失准或者可能是恶意节点，则采取快恢复的策略；否则能量A＜U_i(t)＜B，不能明确感知节点的性能的好坏，故保持信任值不变；

DFC对各个感知节点汇报的本地感知信息进行处理，做出最终决策，则判断主用户存在；T表示每个帧的周期；ε表示能量阈值；

在步骤五中：DFC按照更新方案更新信任值并储存信任值表：

主用户实际存在时：

主用户实际不存在时：

其中T_i(t-1)和T_i(t)分别表示感知节点CR_i,i＝1,2,...,M在时间帧t-1和时间帧t内的信任值，和ε分别表示能量阈值的上下界，A和B分别表示介于和min{U(t),ε}之间的不同能量值，U(t)和U_i(t)分别表示时间帧t过去后产生一个最终的信号能量统计量和感知节点CR_i,i＝1,2,...,M在时间帧t内汇报的本地感知信息。