[发明专利]认知无线网络中对多种攻击防御的多用户频谱分配方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及认知无线网络安全，具体是指一种认知无线网络中实现对多种攻击进行防御的多用户频谱分配方法，可用于认知无线网络频谱资源的分配和使用。

背景技术

无线通信的高速发展对频谱资源的需求不断增加。而认知无线电技术可以感知并利用频谱空洞，为提高频谱利用效率提供了一种有效途径。在认知无线网络中，一个非常重要的问题就是如何在高效的分配可利用的频谱资源的同时，考虑到用户的需求，即尽可能的服务较多的次用户。

作为一个研究热点，许多频谱分配方法被提出。WangWei and LiuXin.“List coloring based channel allocation for open spectrum wireless networks”.In Vehicular Technology Conference in Dallas，Texas，USA，Sept.2005.众所周知的C.Cordeiro，K.Challapali，D.Birru and N.Sai Shankar.“IEEE 802.22：the first worldwide wireless standard based on cognitive radios”.DySPAN，2005。然而这些分配方法都是基于连续信道的分配。在现存的连续信道分配中，每个信道只包含一个连续的频谱分段，从而导致次用户不能利用那些带宽小于用户需求的频谱分段，这会使频谱的利用率比较低。

随着无线技术的发展，尤其是频谱分段和聚合技术，使得次用户可以利用很小的频谱分段进行传输，频谱利用率有了进一步的提高。ChenDawei，ZhangQian and JiaWeijia.“Aggregation aware spectrum assignment in cognitive ad-hoc networks”.In2008 3rd International Conference on Cognitive Radio Oriented Wireless Networks and Communications，Singapore，May 2008.A.Shukla，B.Willamson，J.Burns，E.Burbidge，A.Taylor，and D.Robinson，“A study for the provision of aggregation of frequency to provide wider bandwidth services”.A report.2006.然而这些方法没有根据用户的数量考虑分配策略，从而不能把频谱提供给较多用户使用。

尽管认知无线网络中，很多领域已经有了比较深入的研究，但是与之相比，安全领域远远没有引起人们的注意。不仅传统无线网络当中的问题存在于认知无线网络当中，由于认知无线电的特殊性，很多新的安全问题也被引入其中。例如模仿主用户攻击PUEA，一个恶意的攻击者通过传输具有主用户特征的信号来伪装成主用户，不仅其它次用户的需求会得不到满足，而且主用户的通信也会受到干扰；公共控制数据攻击CCDA，公共控制数据信道是用来交换感知和分配信息的，一个恶意的攻击者可以阻塞公共控制信道来中断所有的传输，并且阻止频谱利用信息的共享；狮子攻击Lion attack，是一种以阻塞为目标，通过频率的移交来减少TCP协议吞吐量的跨层的攻击方式等。有很多文献对上述攻击提出了防御和抵抗的方法，O.Leon，J.Hernandez-Serrano and M.Soriano，“Securing cognitive radio networks”.In international journal of communication systems，February 2010.Burbank J.“Security in cognitive radio networks：the required evolution in approaches to wireless network security.”Third International Conference on Cognitive Radio Oriented Wireless Networks and Communications(CrownCom)，2008。这些方法虽然都比较好的分析并且提出了针对安全威胁的技术，但是并没有从频谱分配方法的角度去解决安全问题的相关内容，这些方法不仅会引入传统加密技术所带来的缺点，还会导致整个认知网络复杂性的增加。

发明内容