[发明专利]基于传输调度的抗干扰协作式跳频方法

说明书

本发明公开了一种基于传输调度的抗干扰协作式跳频方法，针对于不同种类的传统攻击方式，能保证较高的数据传输成功率。该方法包括以下的步骤：首先无线网络中的各个结点都会建立自己的动态更新的信道权重向量，在每个传输阶段开始时，根据各个信道的权重选择最优的信道；利用无协作式的跳频方法将带有信道选择的数据包发送给通信接收方；当收到接收方的ACK信息之后双方在约定好的信道上进行通信；记录实际的通信传输成功率，更新自身的信道权重矩阵；如果本传输阶段的数据传输成功率较低，则认为收到攻击，此时会动态调整后续阶段的传输时间。根据本算法，对于传统的静态干扰、反应式干扰和扫描式干扰都有着良好的抗干扰效果。

技术领域

本发明涉及无线传输网络和通信安全领域，具体来说，涉及一种以实现抵御多种形式的干扰攻击为目标的传输调度的抗干扰协作式跳频方法。

背景技术

在无线通信网络中，无线结点非常易于遭受不同形式的攻击，其原因在于无线结点的通信时处于公用的频段上，基于此，攻击者可以较为侦测出公用频段的信道状况，并以此制定相应的干扰攻击策略；另一方面对于防御者而言，主要有直接序列扩频通信(DSSS)和跳频通信(FSSS)两种方法，相对比而言，跳频技术由于其原理较为容易实现，常用于抵御干扰攻击。

至今跳频技术的研究已经取得了很多的研究成果，然而还是存在很多问题：1).当信道数不足或者说当攻击者的干扰攻击覆盖绝大多数的通信信道的时候，随机式的信道选择会导致大部分的信道选择结果处于干扰者的攻击范围中；2).当干扰者使用对信道进行检测并攻击的策略时，传统的跳频策略将会失效，这是因为攻击者会先侦测出通信双方在哪一个信道上通信，之后再采取攻击；3).跳频通信双方使用跳频序列进行跳频，仅当双方跳频序列选择的信道一致时才会通信，这将使得大量的时间花费在跳频上，整体的通信时间占比将会很低。

发明内容

本发明所要解决的问题是针对多种攻击形式的协作式跳频方法，利用信道则和传统非协作式跳频通信方式的优点，在信道资源紧缺、攻击者干扰形式多样的环境下，通过评估策略选择最优的信道，并以安全的方式发送密文保证通信能够安全的传输，同时动态调节传输阶段的时间，从而抵御包括静态攻击、反应式攻击和扫描式攻击。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种基于传输调度的抗干扰协作式跳频方法，包括以下步骤：

步骤1，各个结点都会建立自己的动态更新的信道权重向量，在每个传输阶段开始时，根据各个信道的权重选择最优的信道；

步骤2，利用无协作式的跳频方法将带有信道选择的数据包发送给通信接收方；

步骤3，当收到接收方的ACK信息之后双方在约定好的信道上进行通信；

步骤4，记录实际的通信传输成功率，包括发送方发送出去的数据包数目T_num和根据接收方发来的ACK消息统计发送成功的数据包数目T_suc，根据数据传输成功率更新自身的信道权重矩阵；

步骤5，根据数据传输成功率判断本阶段的数据传输是否被干扰，如果数据传输成功率低于一定的阈值，那么需要对接下来的传输阶段的时间进行调整。

进一步，该方法还包括，传输双方需要建立自身的信道权重向量对于信道状况进行估计，向量的长度由实际通信时的信道数决定。

进一步，该方法还包括，该方法弥补了传统非协作式的跳频方法的缺乏对信道状况的估计和通信占比较低的问题，采用密文通信和跳频传输的相结合，保证通信双方能够根据信道质量选择较优的信道，同时保证了密文传输的安全性，使得方法能够抵御多种形式的干扰。

进一步，该方法还包括，网络中的结点能够动态更新自身的各信道权重，对于当前的环境具有一定的评估能力，能够按照实际的传输结果更新权重值。