[发明专利]认知异构无线网络中基于信誉系统的频谱切换方法

说明书

本发明涉及一种认知异构无线网络中基于信誉系统的频谱切换方法。针对频谱切换过程中次用户发生自私或恶意行为，导致网络性能下降的问题，首先通过提取用户行为特征信息，评估次用户接入信道后的行为，并依据次用户的行为确定其信誉值，在认知基站建立信誉系统；其次，根据次用户的信誉状况来对次用户进行分级，并根据次用户的分级情况，为次用户分配授权信道或ISM频段的信道；最后，在接入授权频谱的过程中，当满足用户等待时延要求时，信誉值高的次用户有更高的接入优先权。仿真结果表明，该方法能够有效地提升系统吞吐量，降低切换及中断概率，减少低信誉的次用户接入授权频谱的机会，提升了系统的安全性。

技术领域

本发明属于认知异构无线网络中的频谱切换方法，属于移动通信领域。特别是涉及一种基于信誉系统的频谱切换方法。

背景技术

在目前有关频谱切换的研究中，次用户通常被视为可信的。但在实际的认知无线电网络中，网络中的次用户为了自身利益，可能会产生自私行为，甚至是恶意行为。在共享式无线网络与认知网络共存的认知异构无线网络中，这种安全风险尤其突出。次用户的自私行为和恶意行为将会造成频谱的利用效率和网络性能(吞吐量等)逐渐下降。而目前的研究工作中却较少考虑频谱切换中可能存在的自私行为及恶意行为。

文献[Pei Qingqi,Yuan Beibei,Li Lei,Li Hongning.A sensing andetiquette reputation-based trust management for centralized cognitive radionetworks[J].Neurocomputing,2013,101(3):129-138]中针对次用户在得到授权频谱资源后采取的行为，提出了礼节信誉的概念，以对次用户的行为是否恰当进行评价。但该文对不恰当行为可能对网络造成的影响未做进一步的研究。文献[Fariha Afsana；Nusrat Jahan；Farhana A.Sunny；M.S.Kaiser；S.A.Mamun.Trust and energy aware Cluster modelingand spectrum handoff for cognitive radio ad-hoc network[C].2015InternationalConference on Electrical Engineering and Information Communication Technology(ICEEICT),2015,1-6]中提出了一种依赖次用户历史行为的安全切换机制。首先根据次用户的历史行为计算它们的信任值，次用户在使用新的信道进行传输时需要向控制节点证明它的可靠性。与未信任节点相比，这种方法提高了可信次用户的吞吐量。但该文中的信誉值仅用于判断次用户是否可信，行为良好的次用户并没有得到其他回报。文献[GeetanjaliRathee,Prabhat Thakur,G.Singh,Hemraj Saini.Aspects of secure communicationduring spectrum handoff in cognitive radio networks[C].InternationalConference on Signal Processing and Communication,2016,64-69]中提出了一种基于能量感知簇的体系。其中的信任感知模型用于提升能量效率，频谱切换体系用于降低切换率和提高吞吐量。在频谱切换时，网络优先选择信任值高的次用户接入信道。该文所提模型可以有效地最大化次用户的吞吐量并降低平均切换概率。但该文的信誉值是从先前的频谱感知阶段得到，而没有考虑频谱切换过程中可能存在的自私及恶意行为。

发明内容

本发明旨在解决上述现有技术的问题。提出了一种认知异构无线网络中基于信誉系统的频谱切换方法。

本发明采用的具体技术方案如下：

一种认知异构无线网络中基于信誉系统的频谱切换方法，其针对认知异构无线网络中，次用户在频谱切换的过程中发生自私或恶意行为，导致网络性能下降的问题，设计以下频谱切换步骤：