可防御ssdf攻击的宽带压缩频谱感知-信号处理.pdf

第２９卷　第２期 信 号 处 理 Ｖｏｌ．２９　Ｎｏ．２ ２０１３年２月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＩＧＮＡＬＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ Ｆｅｂ．２０１３ 可防御ＳＳＤＦ攻击的宽带压缩频谱感知 姚　刚　郑宝玉 （南京邮电大学信号处理与传输研究院，江苏南京２１０００３） 摘　要：ＳＳＤＦ（ＳｐｅｃｔｒｕｍＳｅｎｓｉｎｇＤａｔａＦａｌｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）攻击是认知无线网络中对频谱感知性能危害最大的攻击方式之 一。基于认知无线网络中信号频域的固有稀疏性，本文结合了压缩感知（ＣＳ）技术与平均一致（ａｖｅｒａｇｅｃｏｎｓｅｎｓｕｓ） 算法，建立了可防御ＳＳＤＦ攻击的分布式宽带压缩频谱感知模型。本文建立了次用户的声望值指标，用以在分布 式信息融合的过程中更加准确地排除潜在的恶意次用户影响。在感知阶段，各个ＣＲ节点对接收到的主用户信号 进行压缩采样以减少对宽带信号采样的开销和复杂度，并做出本地频谱估计。在信息融合阶段，各ＣＲ节点的本 地频谱估计结果以分布式的方式进行信息融合，排除潜在恶意次用户的影响，得到最终的频谱估计结果。仿真结 果表明，本文提出的分布式频谱感知模型可以有效地抵御ＳＳＤＦ攻击，提高了频谱感知的性能。 关键词：认知无线电；宽带频谱感知；ＳＳＤＦ攻击；压缩采样；平均一致算法 中图分类号：ＴＮ９２　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１００３－０５３０（２０１３）０２－０１８１－０７ ＣｏｍｐｒｅｓｓｅｄｗｉｄｅｂａｎｄｓｐｅｃｔｒｕｍｓｅｎｓｉｎｇｄｅｆｅｎｓｉｖｅａｇａｉｎｓｔＳＳＤＦａｔｔａｃｋｓ ＹＡＯＧａｎｇ　ＺＨＥＮＧＢａｏｙｕ （ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｏｓｔｓａｎｄ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１０００３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：　ＳｐｅｃｔｒｕｍＳｅｎｓｉｎｇＤａｔａＦａｌｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ（ＳＳＤＦ）ａｔｔａｃｋｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｈｒｅａｔｓｔｏｔｈｅｓｐｅｃｔｒｕｍｓｅｎｓ ｉｎｇｆｏｒｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｇｎｉｔｉｖｅｒａｄｉｏｎｅｔｗｏｒｋｓ．Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｔｈａｔｔｈｅｗｉｒｅｌｅｓｓｓｉｇｎａｌｉｎｃｏｇｎｉｔｉｖｅｒａｄｉｏｎｅｔｗｏｒｋｉｓｉｎｈｅｒｅｎｔｌｙｓｐａｒｓｅ ｉｎｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｏｍａｉｎ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｅｖｅｌｏｐｓａｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄｗｉｄｅｂａｎｄｓｐｅｃｔｒｕｍｓｅｎｓｉｎｇａｐｐｒｏａｃｈｗｈｉｃｈｃｏｍｂｉｎｅｓ ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄｓｅｎｓｉｎｇａｎｄａｖｅｒａｇｅｃｏｎｓｅｎｓｕｓａｌｇｏｒｉｔｈｍａｎｄｄｅｆｅｎｓｉｖｅａｇａｉｎｓｔＳＳＤＦａｔｔａｃｋｓ．Ｔｏｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｍａｌｉ ｃｉｏｕｓｎｏｄｅｍｏｒｅｐｒｅｃｉｓｅｌｙ，ｗｅｅｖａｌｕａｔｅｒｅｐｕｔａｔｉｏｎｖａｌｕｅｓｆｏｒｅａｃｈｏｆｔｈｅＣＲｎｏｄｅｓｗｈｉｃｈｗｉｌｌｂｅｕｓｅｄａｔｔｈｅｆｕｓｉｏｎｓｔａｇｅ．Ａｔ ｓｅｎｓｉｎｇｓｔａｇｅ，ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄｓｅｎｓｉｎｇｉｓｐｅｒｆｏｒｍｅｄａｔｅａｃｈＣＲｎｏｄｅｓｔｏｓａｍｐｌｅｔｈｅｒｅｃｅｉｖｅｄｗｉｄｅｂａｎｄｓｉｇｎａｌａｔｐｒａｃｔｉｃａｌｃｏｍ ｐｌｅｘｉｔｙａｎｄｃｏｓｔ，ａｎｄｔｈｅｎｌｏｃａｌｌｙｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｏｍａｉｎｓｉｇｎａｌ．Ａｔｆｕｓｉｏｎｓｔａｇｅ，ｔｈｅｌｏｃａｌｓｐｅｃｔｒｕｍｓｅｎｓｉｎｇｒｅ ｓｕｌｔｓｏｆｅａｃｈＣＲｓａｒｅｆｕｓｅｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄａｎｄｅｘｃｌｕｄｅｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｐｏｔｅｎｔｉａｌｍａｌｉｃｉｏｕｓｎｏｄｅａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅｗｉｔｈｏｕｔａｆｕ ｓｉｏｎｃｅｎ