认知无线网络中多优先级授权接入控制研究

Cognitive radio technologies have been extensively studied to improve the radio spectrum utilization. Spectrum sensing is a critical step in cognitive radio and, with appropriate spectrum sensing algorithms, secondary users are able to effectively utilize spectrum white space in cognitive radio networks. However, due to the open and dynamic nature of cognitive radio networks, there can be significant security vulnerabilities. Various security attacks have been investigated. In this proposed research, we develop a framework for managing and control secondary users to ensure security and fairness among secondary users and in a cognitive radio network. Specifically, we introduce the concept of authorized secondary users versus unauthorized secondary users in spectrum access. A primary user or a spectrum owner or manager performs secondary user access control in which authorized secondary users are permitted to utilize the spectrum white space while unauthorized secondary users are not allowed to use the spectrum. Such secondary user access control can be utilized when implementing cognitive radio network security, resource management for spectrum pricing, and priority control, etc. We will further develop system models and algorithms for prioritized access control and for secondary user access control in cognitive radio networks with massive multiple-input multiple-output technologies.

为有效提高频谱资源利用效率，国内外研究者针对认知无线电技术展开了广泛研究讨论。高效准确的频谱检测在认知无线电系统中十分重要。通过适合的频谱检测算法，次用户可以有效利用认知无线电系统中的空白频谱资源。然而，由于认知无线电系统本身具有的动态开放的特性， 针对攻击认知无线电系统产生了很多模型方式。在本项目中，我们研究在认知无线电系统中，针对次用户的管理控制，设计一种可以保障次用户安全，公平使用频谱资源的技术。在频谱接入中，我们提出授权次用户（A-SU）和非授权次用户（UA-SU）的新概念。其中，主用户（或频谱资源管理者）通过次用户控制，在频谱资源闲置的情况下，只有A-SU允许使用空白频谱，UA-SU 则不允许使用相应的空白频谱资源。在认知无线电系统中，次用户接入控制技术可以应用在网络安全，资源管理，频谱定价和分级控制中。我们将深入研究分级次用户控制以及在大规模天线技术背景下的次用户接入控制。

近年来，人工智能、机器学习、深度学习的研究与应用有了极大地进展。这也促进了认知无线电网络的研究与应用。高效准确的频谱检测在认知无线电系统中十分重要。通过适合的频谱检测算法，次用户可以有效利用认知无线电系统中的空白频谱资源。然而，由于认知无线电系统本身具有的动态开放的特性， 针对攻击认知无线电系统产生了很多模型方式。在本项目中，我们研究在认知无线电系统中，针对次用户的管理控制，设计一种可以保障次用户安全，公平使用频谱资源的技术。在频谱接入中，我们提出授权次用户（A-SU）和非授权次用户（UA-SU）的新概念。其中，主用户（或频谱资源管理者）通过次用户控制，在频谱资源闲置的情况下，只有A-SU允许使用空白频谱，UA-SU 则不允许使用相应的空白频谱资源。在认知无线电系统中，次用户接入控制技术可以应用在网络安全，资源管理，频谱定价和分级控制中。我们深入了研究分级次用户控制以及在大规模天线技术背景下的次用户接入控制。项目完成了以下几个方面的研究内容。发掘和深化次用户控制技术；设计分级次用户控制模型；结合次用户控制与大规模天线技术；通过软件无线电平台对次用户控制技术进行实验仿真。在本项目研究期间，我们在人才培养和国际学术交流方面取得了较好的成果。