认知无线电网络基于群体智能的安全决策研究

Cognitive Radio technology provides an effective solution for the spectrum scarcity problem. A large number of secondary users participate in spectrum sensing to get opportunity to access spectrum. Therefore, it indeed improves the reliability of sensing data, but it also results in consumption increasing while access probability decreasing. How to access available spectrum more efficiently with high spectrum utilization is an urgent problem to be solved. Fully considering the problem, this project studies secure decision in dynamic wireless envirionment. Firstly, according to prediction of available resources, we establish spectrum prediction model to study the relation between the number of users and available resources. Secondly, based on the model proposed, we study the reliability of available resources, spectrum allocation and users’ condition using swarm inteligence technology, then make final decision according to utility function. Lastly, evaluate satisfaction through the actual spectrum utility and feed back to optimize the set of parameters of swarm intelligence. Through this project, we can explore secure decision in dynamic envirionment, and thus provide the necessary theoretical support and technical means for the application of cognitive radio network.

认知无线电技术为频谱短缺问题提供了有效的解决途径，大量次级用户为获得频谱的使用参与到频谱感知中，提高了感知数据的可靠性。但过多的次级用户参与竞争，导致了个体开销增加的同时，获得频谱资源的几率却在减小。如何保证可用频谱信息可靠的前提下，以最小的开销获得最大的资源利用效率，安全高效地接入空闲频谱是亟待解决的问题。本项目针对此问题，在可用频谱动态变化的环境中探索用户安全决策方法。首先，根据可用资源预估，建立频谱预测模型，研究群体数目与可用资源的关系；其次，基于频谱预测模型，利用群体智能技术，研究可用资源的可靠性、资源分配的可行性与用户自身条件之间的关系，设计基于群体智能的能效检测方法；最后，根据能效检测进行安全决策，通过实际频谱使用状态对群体满意度进行评估和反馈，优化群体智能参数设置。通过本项目的研究，探索动态环境下用户的安全决策方法，为认知无线电网络的实际应用提供必备的理论支撑和技术手段。

本项目针对认知无线电网络中频谱短缺问题进行研究，在可用频谱动态变化的环境中探索用户安全决策方法。首先，在频谱信息数据的建立阶段，提出了基于关系匹配的频谱感知数据检测方法，可以有效检测频谱感知数据，降低恶意数据的影响，并保证最终决策的准确率。考虑到感知过程能量消耗，提出基于群体智能的代理入侵检测方法，利用多代理计算适度值函数，最优移动路径，从而节省更多的能量。在能效决策阶段，提出一种认知无线网络中基于用户需求的多因素入网决策方法，采用该方法，次级用户综合考虑能量剩余与获得频谱资源的概率等多个因素，对是否接入认知无线网络进行决策。