基于大数据的电磁频谱感知数据管理与挖掘

文章在系统梳理我军电磁频谱感知数据管理现状基础之上,提出基于大数据的电磁频谱感知数据管理和挖掘的概念,描述了数据管理系统组成架构,横向上实现各电磁频谱感知要素综合管理、纵向上实现各节点数据全面存储,并在综合管理存储的基础之上,深度融合各源感知数据,从海量电磁频谱感知全过程数据中挖掘出潜在的有价值的信息和知识,更好地为作战服务。     

认知网络中的协作频谱感知技术研究

认知无线电技术通过感知频谱后进行动态频谱资源分配,极大地提高了频谱利用效率。频谱感知是实现认知无线电技术的前提和基础,文中针对频谱感知技术中单节点检测的局限性对能够改善频谱感知能力的协作感知技术进行了分析及讨论,重点分析了基于能量检测法的协作感知中的各种数据融合算法,并在此基础上提出了目前协作感知中存在的问题及未来的研究方向。     

选用最优数据信道的认知无线电MAC协议

如何选择数据信道进行数据的传输是认知无线电网络MAC协议的重要环节,许多现有的MAC机制在选用数据信道没有考虑信道的可用概率,而可用概率对网络性能有着重要的影响。提出了一种最优信道传输的认知无线电MAC协议。次用户在频谱感知后,选用质量最优数据信道对数据进行传输,评价信道质量的标准中考虑了信道的可用概率。最后,使用ns...     

基于数据融合理论的分布式协作频谱感知方法研究

频谱感知是认知无线电的一个独有特征,是认知无线电的两大核心技术之一.文中通过对比各种频谱感知方法论证了分布武协作感知方法的优越性,提出了基于数据融合理论的分布式协作频谱感知方法.     

基于改进D-S证据理论的认知无线电频谱感知算法

在把D-S证据理论应用于多节点的频谱感知数据融合时,如果数据冲突较大则融合结果并不理想.为了解决上述问题,对D-S证据理论的证据组合规则进行了改进,给出了一个在数据冲突大时也适用的数据融合公式,并把这种改进的数据融合算法应用到多节点协作频谱感知中.MAT-LAB仿真测试与结果分析表明改进算法提高了频谱感知性能.     

基于纳什议价的认知无线电合作感知算法

认知无线电技术是建立在授权空闲频谱或非授权频谱基础上,主用户(Licensed user)享有优先频谱使用权,为保护主用户的正常需求,提高探测数据的可靠性,提出了一种新型两人纳什议价合作感知NBS算法,利用两个用户的合作感知信息,根据认知用户(secondary users)与主用户基站的距离和能量的差异,自适应的调节能量检测门限.并将多用户合作感知指派分组为两人纳什合作议价问题,结合"AND"规格融合每组感知数据,在保障主用户通信基础上,提高频谱利用率.仿真结果表明,NBS算法可有效的提高数据可信度,该算法与"AND"数据融合规则相比,感知数据的探测概率显著提高.     

恶意环境中基于能量效率的安全协作频谱感知

频谱感知是认知无线电网络运行的前提,但是在恶意环境中,频谱感知数据存在被篡改的威胁.针对该问题,提出了一种低开销的对称加密方法,采用报文鉴别码对次级用户报告的数据进行鉴权,保证数据的完整性,从而缓解攻击对感知性能的影响.提出了协作频谱感知中能量效率的概念,并通过改变报文鉴别码长度优化能量效率.仿真验证了上述方法的有效性并给出了优化问题的数值解.     

利用SSDF攻击特征的加权分布式频谱感知算法

协作频谱感知可以提高频谱感知的可靠性,但易遭到篡改感知数据(Spectrum Sensing Data Falsification,SSDF)攻击。该文利用SSDF攻击特征,判断邻居节点发送值是否是恶意状态值,并提出一种加权分布式协作频谱感知算法。该算法根据状态值在本地节点网络中的偏离程度,设定其融合权值。仿真结果表明,所提算法在节点收敛率和鲁棒性两方面,比基于梯度的协作频谱感知算法和基于最大差值的协作频谱感知算法都有所提升,检测性能也因此显著提高。      

基于表决融合的带宽受限的协作频谱感知算法

协作的频谱感知使认知无线电（CR）网络对主用户进行可靠的检测,并避免了对主用户通信的干扰。数据融合是协作的频谱感知的关键技术。但是当协作认知无线电用户较多时,它们向融合中心汇报的感知信息就会占用大量的带宽。本文提出了将表决融合准则与检查策略相结合的协作频谱感知的方法,来减少发往融合中心的平均感知比特数,从而有效节约传输带宽。推导分析了该算法在理想信道和非理想信道中的频谱感知性能,并给出了这两种情况检测概率的闭合式。仿真结果表明,此种基于表决融合准则的检查协作频谱感知算法的性能最优,即在较高的感知性能下有大量的感知比特的节约。      

合作频谱感知安全技术研究

频谱感知是认知无线电实现动态频谱接入的前提和关键技术。由于阴影效应和多径衰落等因素,单个认知用户的频谱感知的结果可能不可靠,因此通过多个认知用户检测结果的融合来提高频谱感知的性能,即合作频谱感知。目前,合作频谱感知存在两类安全威胁：主用户假冒攻击（IE,Incumbent Emulation）和频谱感知数据篡改攻击（SSDF,Spectrum Sensing Data Falsification）。由于这两种攻击的存在,将会大大降低频谱感知的性能,减少认知用户接入空闲授权频段的机会。因此,有必要对这两类攻击开展相关的防御技术研究。     

利用分组过滤加强SSDF攻击防御的方案设计

在协作频谱感知网络中,设备故障、信道阴影衰落和噪声等会导致频谱感知器(如手机、平板等)发送的信息不可靠,而恶意用户在协作频谱感知网络中,也会发送错误的感知信息以混淆视听,干扰诚实用户的判决结果。不可靠消息在邻居用户间的传递必将导致感知结果产生偏差和错误,大大降低了协作频谱感知的效率。为解决上述问题,本文将置信传播算法和信誉模型相结合,提出一种基于次用户分组的频谱感知数据伪造(SSDF,Spectrum Sensing Data Falsification)攻击防御方案。该方案分两个阶段对不可靠信息进行过滤:首先,在频谱感知阶段,通过置信传播算法对次用户进行分组,过滤掉因设备故障等因素产生的不可靠用户,剩余用户则视为正常工作用户进行数据融合。然后,在数据融合阶段,根据以信誉值作为权重因子的置信传播算法来计算最终的判决值。本文所提方案分别在感知阶段和融合阶段采取了防御措施,可有效地过滤网络中的不可靠信息,减小恶劣的频谱环境对次用户感知结果的影响。仿真结果表明,本文所提方案迭代次数少、收敛快,有效地减弱了SSDF攻击带来的损害,提高了感知结果的准确性、增强了认知无线网络的安全性。      

CRN合作频谱感知SSDF攻击的博弈分析

由于认知无线电网络(CRN)的特点,合作频谱感知容易遭受各种不同的安全威胁。针对CRN合作频谱感知中的感知数据错误化(SSDF)攻击,利用博弈论分析了SSDF攻击者和数据融合中心在不同条件下的行为与收益,并研究了双方基于博弈论的最佳策略。数据融合中心采用本文所述的策略可以有效对抗SSDF攻击,且SSDF攻击者无法通过自身策略的调整获得更大的收益。     

基于信任度与信噪比的认知无线电协同频谱检测

无线网络中存在信噪比较高的恶意认知用户的情况,为了有效利用可靠的认知无线电(CR)技术用户的本地感知结果,提出了一种基于信任度的信噪比比较协同频谱感知算法,可有效剔除认知网络中存在的信噪比较高的恶意认知用户。仿真实验表明,在存在恶意认知用户的认知无线电网络中,该算法检测性能优于传统的或准则(OR)数据融合的协同频谱感知算法以及基于信噪比比较协同频谱感知算法。     

卫星地面数据接收站频谱集中监视平台方案设计

频谱数据是卫星数据接收任务质量评估分析的重要依据。由于缺少集中监视的手段,难以对多个接收站的频谱数据集中监视和管理。针对多个卫星地面站的数据接收任务,提出了任务时频谱数据的集中监视平台方案,对多站多路数传/跟踪信号的频谱数据实时采集、存储和集中显示进行了设计,并基于历史频谱数据进行事后回放。目前,平台已进行了示范应用,实现了任务时频谱图像的集中监视和频谱数据的统一管理。     

多任务群智频谱感知算法

频谱感知是认知无线电系统中的关键技术。本文将群智感知的激励机制与协作频谱感知有效结合,提出了一种基于多任务群智感知的协作频谱感知算法。该算法考虑检测概率和感知时间建立了参与感知的次用户效用函数,次用户通过优化感知时间得出次用户的最优效用并确定感知的信道,通过贪婪算法在有限预算限制下来选取参与感知的次用户,在次用户感知完成后发放一定的报酬,以激励次用户参与频谱感知的积极性。仿真结果表明,该算法可以同时感知多个信道,通过激励提高了次用户的参与度,使得协作频谱检测概率得到有效的提升。      

模拟人群信任和决策机制的协作频谱感知方法

通过模拟人群内部的信任和决策机制,针对多用户的频谱协作感知一致性问题,提出了一种分布式算法。该算法首先通过网络的历次协作过程预测出各感知用户的动态可信值,据此产生用户的相对可信值,并结合决策机制使得用户之间进行数据交互,随着数据的可信、迭代交互,所有用户状态将趋于一致,最后通过判定算法得出最终结果。算法充分考虑了实际环境中各用户频带感知能力的不平衡性,而且各次级用户只需要进行少量局部数据交换即可实现协作感知,与传统的OR-rule、1-out-of-N rule以及普通迭代法有较大区别。对3种数据篡改攻击进行了分析,并在预测算法的基础上提出了相应的安全策略。理论分析与仿真结果表明,新算法在准确性和安全性上均优于传统合作频谱感知算法,能显著提高频谱感知准确率,同时兼具较强的防攻击能力。     

网格化无线电监测试验网建设中若千重要问题刍议

本文首先针对网格化无线电监测试验网的建设目标进行了深入讨论，接着对试验网具体架构中的频谱感知、数据存储与挖掘等重要模块进行了针对性阐述。     

政府大数据质量评价体系构建及其研究

为了改善政府大数据质量,提高政府公共服务能力,文章从数据生命周期模型出发,分析了数据结构质量、数据规模质量、数据时效质量、数据源质量和数据价值密度质量五个维度及十七个评价指标,构建一种基于数据生命周期的政府大数据质量评价体系,然后使用熵权法实证分析用户对体系的满意度,最后结合大数据真实性、复杂性、时效性、数量级、增值性等特征,提出了改善政府大数据质量的策略。     

分布式的1 bit压缩频谱感知算法

由于频谱感知中信道稀疏度动态变化,导致分布式频谱感知网络中节点间信息传输频繁,消耗感知网络通信带宽。为了缓解网络通信带宽压力,提出分布式的1 bit压缩频谱感知算法。各节点对感知数据进行压缩采样并1 bit量化,然后融合节点采用JSM-2模型对数据进行融合,最后通过BIHT算法重构信号频谱,实现频谱感知。仿真结果表明,在低信噪比和较少的采样数目下,分布式的1 bit压缩频谱感知算法能具有较好的频谱检测性能,是一种可实用的频谱感知方法。     

感知共存的TD-SCDMA技术与传感器网络数据融合技术研究

文章通过对传感器网络电磁频谱监测系统网络拓扑结构、TD-SCDMA无线移动系统的研究分析,提出了感知共存的TD-SCDMA技术与无线传感网数据融合技术方案,方案通过应用层数据融合技术将TD-SCDMA无线通信网与无线传感网进行有效结合.最后文章给出了感知共存的TD-SCDMA技术与无线传感网数据融合技术的设计方案.