ε-贪婪结合异常检测的认知无线电网络协作频谱感知方案

贲奥然



ε-贪婪结合异常检测的认知无线电网络协作频谱感知方案

贲奥然

南京工程学院机械工程学院，江苏 南京 211167

针对认知无线电网络（Cognitive Radio Network，CRN）中由恶意次级用户（Secondary User，SU）导致的信道破坏问题，提出了一种ε-贪婪结合异常检测的协作频谱感知方案。首先，利用ε-贪婪算法统计主用户（Primary User， PU）的占用情况，合理调整了SU占用空闲频谱；然后，利用异常事件和频谱占用的固有稀疏性，通过低复杂性和分布式块-坐标-下降近似求解，提高了频谱利用率；最后，通过跟踪慢速时变的PU活动、SU位置和恶意SU活动，校正了不一致性。仿真结果表明，提出的方案获得的收敛性均接近理想状态，且频谱利用率高于现有的较为先进的频谱感知方案。

认知无线电网络；ε-贪婪；协作频谱感知；异常检测；恶意次级用户

随着云计算、大数据、电子商务等领域的发展，对网络的数据传输率和安全性需求越来越高，使得认知无线电网络的地位也显得越来越重要[1]。然而，认知无线电网络（Cognitive Radio Network，CRN）中经常遇到信道损伤、节点故障、恶意网络攻击等现象，导致网络出现异常[2-3]。因此，找到一种能够对认知无线电网络进行有效异常检测的方法显得至关重要。

学者们提出了许多利用次级用户（Secondary User， SU）等额外信息进行异常检测的方法，例如，文献[4]提出了一种统一方法，利用网络拓扑结构、节点位置、信号传播特性进行联合频谱检测和异常识别。文献[5]对文献[4]进行了更深层次的扩展，利用鲁棒主成分分析进行主用户（Primary User， PU）功率和异常位置的联合估计。……