[发明专利]一种识别竞争类MAC协议的方法

说明书

本发明公开了一种识别竞争类MAC协议的方法包括以下步骤：获取基于各种仿真竞争类MAC协议的仿真信号；对信号进行能量检测；根据能量检测结果与能量门限来统计帧长度，分别得到控制帧和数据帧；根据数据帧数量和控制帧数量得到信号帧类比；根据属于同一信号的帧长度总和得到信号占空比；将各仿真信号的信号帧类比和信号占空比作为训练数据训练支持向量机；通过训练后的支持向量机对属于同一待识别信号的信号帧类比和信号帧占空比进行分类，进而得到竞争类MAC协议的类型。本发明将检测到的控制帧与数据帧的数量之比作为MAC层的特征参数，可以从协议本身的数据交互机制来识别不同的竞争类MAC协议，因此本发明具有很好的识别效果。

技术领域

本发明涉及通信领域，具体涉及一种识别竞争类MAC协议的方法。

背景技术

SANQING HU、YU-DONG YAO、ZHUO YANG在论文“MAC Protocol IdentificationUsing Support Vector Machines for Cognitive Radio Networks”中利用支持向量机基于信号的能量特征和时间特征对ALOHA、CSMA、TDMA等基本MAC协议进行了识别。他们的工作主要是竞争类MAC协议和分配类的MAC协议的识别，实验结果显示利用信号的能量特征和时间特征能够有效地对CSMA、Pure ALOHA、Slotted ALOHA及TDMA进行分类。但是他们的方案只能对于区分区别较大的协议。对于常用于实际的网络系统的MACA、MACA-BI、FAMA-NCS等协议则不适用。另一方面，能量特征对噪声极为敏感，在噪声不确定的情况下表现糟糕。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种识别竞争类MAC协议的方法解决了现有竞争类MAC协议识别方法识别效果差的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种识别竞争类MAC协议的方法，其包括以下步骤：

S1、搭建网络仿真模型，获取基于各种仿真竞争类MAC协议的仿真信号；

S2、对各仿真信号进行能量检测，得到各仿真信号的能量检测结果；

对待识别信号进行能量检测，得到待识别信号的能量检测结果；

S3、根据能量检测结果与能量门限来统计帧长度，将帧长度大于长度门限的帧作为该仿真信号的数据帧，将小于长度门限的帧作为该仿真信号的控制帧；将待识别信号中帧长度大于长度门限的帧作为待识别信号的数据帧，将待识别信号中帧长度小于长度门限的帧作为待识别信号的控制帧；

S4、根据一段时间T内收到的属于同一信号的数据帧数量和控制帧数量分别得到该仿真信号的信号帧类比和待识别信号的信号帧类比；根据一段时间T内收到的属于同一信号的帧长度总和分别得到该仿真信号的信号占空比和待识别信号的信号占空比；

S5、将各仿真信号的信号帧类比和信号占空比作为训练数据训练支持向量机，得到基于支持向量机的竞争类MAC协议分类模型；

S6、通过基于支持向量机的竞争类MAC协议分类模型对属于同一待识别信号的信号帧类比和信号帧占空比进行分类，进而得到该待识别信号中竞争类MAC协议的类型。

进一步地，步骤S1的具体方法为：

基于OPNET平台搭建网络仿真模型，每种竞争类MAC协议至少仿真于一个信号内，且每个仿真信号只采用一种竞争类MAC协议。

进一步地，步骤S2中对信号进行能量检测的具体方法为：

根据滑动的时间窗截取信号，并根据公式