[发明专利]一种基于博弈论最优PUEA方式的动态干扰方法

摘要

本发明公开了一种基于博弈论最优PUEA方式的动态干扰方法，属于认知无线电技术领域。本发明基于攻击者和次级用户双方具备动态更新对抗策略的能力，提出使用博弈论模拟这一动态过程。通过引入功耗因子，基于攻击者知晓次级用户感知结果的理想假设，得到双方最佳行动策略的纳什均衡点。通过与现有通用干扰方法比较，发现在较大的攻击本消耗下，博弈论下的攻击依然有较高的效益。由于多频段的不完全信息博弈计算复杂度太高，本发明还通过对单频段双方不完全信息博弈的纳什均衡结果分析，提出一种新的方法，将多频段功率分配转化为常规优化问题。本发明提供了能适应实际应用场景的完全信息、非完全信息下，以及非完全信息下的多信道的动态干扰策略。

主权项

1.基于完全信息博弈下最优PUEA方式的干扰方法，包括下列步骤：构建攻击策略的选取概率集合λa＝{λa1,λa2,λa3,λa4}，以及SU行动策略的选取概率结合λu＝{λu1,λu2}，其中λai表示攻击策略Sai的被选中概率，i＝1,…,4，且∑λai＝1；λuj表示SU行动策略Suj的被选中概率j＝1,2，且∑λui＝1；用S表示攻击者在感知时隙对SU进行感知欺骗，NS表示攻击者在感知时隙对SU不进行感知欺骗，L表示攻击者在数据传输时隙对繁忙的信道选择离开，J表示攻击者在数据传输时隙对空闲频段进行干扰，NJ表示攻击者在数据传输时隙对空闲频段不进行干扰，则攻击策略Sai具体为：策略Sa1＝[S‑L,S‑J]：感知时隙，攻击者对SU进行感知欺骗，欺骗成功的频段，攻击者在数据传输时隙离开该频段，欺骗失败的频段，攻击者在数据传输时隙进行通信干扰；策略Sa2＝[S‑L,S‑NJ]：感知时隙，攻击者对SU进行感知欺骗，欺骗成功的频段，攻击者在数据传输时隙离开该频段，欺骗失败的频段，由于能量受限，攻击者在接下来数据传输时隙不进行通信干扰；策略Sa3＝[NS‑L,NS‑J]：感知时隙，攻击者放弃对SU进行感知欺骗；对SU感知到繁忙的频段，攻击者选择在数据传输时隙离开该频段，SU感知到空闲的频段，攻击者在数据传输时隙进行通信干扰；策略Sa4＝[NS‑L,NS‑NJ]：感知时隙，攻击者放弃对SU进行感知欺骗；对SU感知到繁忙的频段，攻击者选择在数据传输时隙离开该频段，SU感知到空闲的频段，攻击者在数据传输时隙不进行通信干扰；用W表示SU等待CR系统分配空闲频段进行数据传输，U表示SU进行数据传输，NU表示：SU放弃使用信道，则SU行动策略Suj具体为：策略Su1＝[W,U]：检测到信道繁忙，SU等待CR系统分配空闲频段，对于空闲频段，SU进行数据传输；策略Su2＝[W,NU]：检测到信道繁忙，SU等待CR系统分配空闲频段，对于空闲频段，数据误码率超过预设阈值，SU放弃使用该频段；将CR网络吞吐量的损失量作为攻击者的攻击收益，CR网络吞吐量作为SU的收益，构建不同策略组合下的收益表达式：其中表示不同策略组合的综合收益，i＝1,…4，j＝1,2；对象标识符π＝{a,u}，a、u分别表示攻击者和SU；p_a为感知阶段遭受攻击者感知欺骗时的误检概率，p_f为无攻击者感知欺骗时的虚警概率；表示完全信息下的第一策略组合的的收益，其中θ1_a∈{S‑L,NS‑L}；表示完全信息下的第二策略组合的收益，其中θ2_a∈{S‑J,S‑NJ,NS‑J,NS‑NJ}，θ3_s∈{U,NU}。从而得到攻击者的收益矩阵A，以及SU的收益矩阵U为：根据攻击者和SU随机选择策略的概率，获得攻击者的期望收益为：BA(λa,λu)＝λaAλuT，SU的期望收益为BU(λa,λu)＝λaUλuT；定义纳什均衡点为其中对纳什均衡点进行求解，得到最优攻击策略。