[发明专利]认知无线网络自适应信任管理系统及其方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及认知无线网络领域中的认知无线网络自适应管理系统及其方法。本发明可以根据通信环境和安全服务需求，动态调整信任系统相应参数，从而使认知无线网络频谱资源的分配和使用更加灵活，高效，安全。

背景技术

在认知无线网络感知和学习过程中的数据可信性是认知无线网络能否可用的基础。不可信的数据将导致对可用资源的错误判断，不仅造成次用户网络行为的失败，而且也给主用户网络造成严重的干扰，甚至局部性瘫痪。

在传统无线网络中，信任管理机制作为基于密码机制的安全手段的重要补充，广泛应用在无线传感器网络、异构网络等，用于对网络实体的行为进行评价，弥补传统认证和访问控制所不能解决的伪装、数据篡改等威胁。然而在认知无线网络中，主次网络共享频谱资源的方式为网络的安全性提出了新的要求。认知用户必须在不对主用户产生有害干扰的条件下使用空闲频谱，即认知用户需要向主用户提供自身可信的保证，同时由于认知用户间的内部竞争导致的软安全威胁同样会影响用户正常接入频谱，这些问题都是密码技术所不能解决的。信任管理系统是目前公认的解决软安全威胁最有效的策略，同时可以为整个认知循环提供可信支撑，保证认知用户快速、准确的接入空闲频段，这样，既能保证认知用户间的公平竞争同时又能防止主用户网络遭到恶意用户的威胁。

电子科技大学提出的专利申请“一种认知无线网络中的双门限合作感知方法”(申请号201010272375.5申请公布号CN 101944961A)公开了一种认知无线网络中的双门限合作感知方法，通过以下步骤：1、本地压缩感知恢复信号，在本发明中，通过压缩感知将整个宽带频谱恢复出来，这样可以使用低速率A/D转换器，从而降低了硬件要求。2、确定子频带，将压缩感知恢复出来的宽带频谱信号，通过小波边缘检测能够得到该信号的频谱边缘点，之后能够在频谱上分段为若干个子频带。3、合作感知，每一个认知用户都对所有子频带进行双门限能量检测，并将检测结果发送至融合中心进行判断，得到整个频谱主用户的存在情况，自适应地确定频谱空穴在频带中的位置。通过以上步骤，认知网络能够在低于奈奎斯特频率对主用户信号进行采样感知，并能自适应地确定频谱空穴在频带中的位置。

该方法存在的不足之处是：该方法虽然采用了双门限合作频谱感知方法来保证频谱感知的准确性，但是该专利申请的检测方法比较复杂，在工程计算中实现比较困难。另外，该方法检测结果的准确性是建立在网络中每个用户检测结果的准确性的基础之上的，如果网络中存在恶意用户，那么用户的信息在检测和传输过程中出错，则无法保证整个网络的检测结果的准确性。

Sazia Parvin等人在文章“Towards Trust Establishment for Spectrum Selection in Cognitive Radio Networks”(201024th IEEE International Conference on Advanced Information Networking and Applications)中提出了一种中心式认知无线网络架构下的基于行为的信任模型，其充分考虑了直接信任和间接信任的关系，能够很容易的检测出认知无线网络中次级用户的不良行为。其系统建立步骤如下：1、次级用户感知空闲频谱信息并发送给次级用户基站；2、次级用户基站获得直接信任值和间接信任值并整合得到综合信任值；3、根据信任值做出频谱决策。

该系统存在的不足之处是：首先该系统简单的把其它网络的信任模型引入到了认知无线网络，没有充分结合认知无线网络的特点，不适合认知无线网络。其次，这个模型偏重于考虑次级用户接入过程中的信任关系，其它过程没有考虑或者只描述了局部情况，没有按照认知循环的思想来阐述整个信任关系。再次，该系统灵活性差，没有学习推理和自适应能力，没有考虑通信环境和安全服务。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种自组织集中式的认知无线网络自适应信任管理系统及其方法，可以充分的利用认知无线网络中的信任关系，保证认知无线网络更加安全，有效。

为了实现上述目的，本发明系统包括五大模块：机制管理模块、接入模块、频谱感知模块、传输模块、评估模块，各模块之间依次连接构成一个循环系统。其中：

机制管理模块包括信任机制建立模块、信任机制数据库模块、信任机制执行模块；信任机制建立模块用于初始化和建立信任机制，信任机制数据库模块用于保存次级用户的信任机制数据，信任机制执行模块用于设定信任模型参数。