[发明专利]一种基于信任值的协作频谱感知方法、认知无线网络

权利要求书

1.一种基于信任值的协作频谱感知方法，其特征在于，所述基于信任值的协作频谱感知方法包括以下步骤：

步骤一，网络中各次级用户和融合中心对以下环境参数进行感知：授权主用户PU的发射功率ρ_PU、次级用户SU_i的发射功率ρ_i、主用户PU和次级用户SU_i之间的距离d_p、次级用户SU_i与融合中心之间的距离d_i、路径损耗常数κ、路径损耗指数μ、能量检测门限λ和高斯噪声的方差σ²；其中i＝1,2,…,N，N表示参与协作频谱感知的次级用户总数；融合中心计算平均信噪比虚警概率P_f、路径损耗h_PU和检测概率P_d：融合中心分别对理想公共控制信道下的次级用户SU_i接收到主用户PU信号的平均信噪比虚警概率P_f、主用户PU和次级用户SU_i之间的路径损耗h_PU和检测概率P_d进行计算；融合中心计算路径损耗h_i、比特平均信噪比和一个比特错误概率P_e,i：融合中心分别对非理想公共控制信道下融合中心和次级用户SU_i之间路径损耗h_i、融合中心和次级用户SU之间的比特平均信噪比和一个比特错误概率P_e,i进行计算；融合中心估计上报正确感知结果的概率p_H和P_H,i：融合中心分别对理想公共控制信道下的次级用户上报正确感知概率p_H和非理想公共控制信道下的次级用户上报正确感知概率P_H,i进行估计；

步骤二，融合中心确定计算次级用户信任值的时间窗口T_w；融合中心分别为每个次级用户SU_i(i＝1,2,…,N)，选择信任值门限η_i；

步骤三，选定时间窗口T_w和信任门限η_i，初始化诚实用户集合次级用户在每个时间窗口T_w开始时通过能量感知方法得到感知频段的数据，并通过将自身的感知数据与能量门限λ比较进行硬判决，得到自身的判决“0”、“1”结果，并上报融合中心，“0”表示感知频段空闲，“1”表示感知频段正在被授权用户使用；在每个时间窗口T_w结束时，对于次级用户融合中心计算其信任值r_i；融合中心将每个次级用户SU_i的信任值r_i与信任门限η_i进行比较，若r_i＜η_i，则感知用户SU_i为恶意攻击者，并更新诚实用户集合“/”表示将感知用户SU_i从诚实用户集合中剔除；判断参与协作频谱感知的次级用户集合的元素数量与诚实用户集合的元素数量的差值：融合中心判断若成立，则进行下一步，否则网络运行商终止网络运行，并对每个认知节点进行排查，其中Δ表示差值门限；融合中心在下一个时间窗口T_w根据次级用户上报的感知结果与该用户的信誉值用多数加权方法进行数据融合，得到最终的结果S；

融合中心计算平均信噪比虚警概率P_f、主用户PU和次级用户SU_i之间的路径损耗h_PU和检测概率P_d指的是：

其中w表示时间带宽积，Γ()表示伽马函数，Γ(,)表示不完全伽马函数；

融合中心计算路径损耗h_i、比特平均信噪比和一个比特错误概率P_e,i指的是：

融合中心估计上报正确感知结果的概率p_H和P_H,i指的是：

p_H＝P_BP_d+P_I(1-P_f)；

其中P_B表示的是主用户PU在授权频段传输信号的概率，P_I表示主用户PU不在授权频段传输信号的概率，P_I＝1-P_B；

融合中心确定时间窗口T_w大小指的是：

融合中心选择信任值门限η_i指的是η_i满足：

其中erfc(x)为互补误差函数，∈表示误码率；

融合中心计算每个次级用户SU_i的信任值r_i指的是：

其中τ_i表示在时间窗口T_w内次级用户SU_i上报频谱感知结果与融合中心最终判决一致的次数；

融合中心进行频谱感知结果判定，得到最终的结果S指的是：

其中ld_i表示次级用户SU_i本地的频谱感知判决结果，ld_i∈{0,1}；若S＜0，则融合中心的判决结果为“1”，即感知信道占用；否则判决结果为“0”，感知信道空闲。

2.一种应用权利要求1所述基于信任值的协作频谱感知方法的认知无线网络。