模拟主用户攻击情况下的压缩宽带频谱感知  

Compressive wideband spectrum sensing under primary user emulation attack

作　　者：曹开田[1,2] 王东林 

机构地区：[1]南京邮电大学宽带无线通信与传感网技术教育部重点实验室,南京210003 [2]东南大学移动通信国家重点实验室,南京210096 [3]美国纽约理工学院(南京校区)电子与计算机工程系,南京210023

出　　处：《仪器仪表学报》2015年第1期167-173,共7页Chinese Journal of Scientific Instrument

基　　金：国家自然科学基金(61201161;61271335);国家973计划(2011CB302903)资助项目

摘　　要：由于ADC采样速率的限制,特别是在恶意用户试图模拟主用户(PU)以阻止次用户(SU)接入空闲授权频谱的情况下,使得认知无线电网络(CRN)中的宽带频谱感知技术面临着极大的技术挑战。针对这些问题,本文提出一种基于随机矩阵理论的压缩宽带频谱感知方法(RMT-CWSS)。RMT-CWSS算法利用随机矩阵理论直接对压缩观测数据进行处理,无需重构出原信号即可实现对宽带频谱进行感知。同时,为了减轻次用户在数据获取和频谱感知过程中的开销,本文提出一种基于传感器节点(SN)辅助感知的合作频谱感知架构。理论分析与仿真结果表明,在存在恶意用户模拟主用户进行攻击的情况下,与传统的基于RMT的宽带频谱感知方法相比,该算法具有复杂度更低、感知性能更好、更稳定等优点。Spectrum sensing in a wideband regime for cognitive radio network（ CRN） faces considerable technical challenge due to the constraint of ADC sampling rate,especially in the presence of primary user emulation attack（ PUEA）. To cope with these issues,a random matrix theory（ RMT） based compressive wideband spectrum sensing（ RMT-CWSS） algorithm is proposed in this paper. RMT-CWSS directly utilizes the RMT to process the compressive measurement data and perform wideband spectrum sensing without reconstructing the original signal. In addition,to alleviate the overhead of secondary users（ SUs） in data acquisition and spectrum sensing process,a sensor node（ SN）-assisted cooperative spectrum sensing framework is also addressed. Theoretical analysis and simulation result show that compared with traditional wideband spectrum sensing scheme based on RMT,the proposed RMT-CWSS algorithm has lower complexity,better detection performance and more robustness in the existence of PUEA.

关 键 词：宽带频谱感知 随机矩阵理论 压缩感知 主用户模拟攻击 

分 类 号：TN92[电子电信—通信与信息系统] TH744[电子电信—信息与通信工程]