一个高效的沟通和安全为认知无线电网络

A.Prabhakaran¹和A.Manikandan²

助理教授、ECE系V.S.B.工程学院,Karur Tamilnadu、印度
PG学生(VLSI),部门的ECE V.S.B.工程学院,Karur Tamilnadu、印度

文摘

认知无线电(CR)是一个收发器,自动检测可用频道无线频谱和相应改变其传输或接收参数。本文提出了一种节能的算法和谱——意识到在CR网络通信需求。它使每个节点来确定和规范其传播策略提供最低能源消耗在不牺牲end-toend延迟性能,还可以提高整体的频谱利用率。频谱感知是一个至关重要的参数需要考虑在CR网络。因此,频谱感知的安全方面应解决好。使用可靠的算法,它提高了可信度CR-Networks频谱感知的。它使用网络Simulator-2实现。

关键字

认知无线电频谱感知、高效沟通、系统安全。

介绍

的主要目标之一,认知无线电(CR) ad hoc网络是促进有效利用频谱资源不干扰主用户网络。CR-Network暂时允许间歇性连接的移动授权节点利用可用的人脉和空闲授权渠道结束结束消息传递。雷竞技网页版认知无线电(CR)是一个关键技术,实现动态频谱接入(DSA),使一个未经授权的用户(或二级用户)自适应地调整操作参数,利用未使用的频谱授权用户(或者,主用户)以投机取巧的方式。然而,实现CR-Networks也带来至关重要的研究必须解决的挑战。特别是,由于不同的节点移动性和频谱可用性模式,CR-Networks通常分为不可预知的分区。这些分区实质上是intermittently-connected和缺乏完整的端到端路径。因此,spectrum-aware洪水(SAF)是CR-Networks更相关。SAF的第一消息复制到一组路径节点使用可用的频道。然后,其中一个路径节点将消息传送给它遇到的目的地提供。显然,如果消息是试图复制所有路径,没有消息端到端消息延迟可以最小化。然而,这样一个转发策略是能源利用率低,可能导致严重的干扰主用户系统。 Hence, it is necessary to decide which path nodes and licensed channels should be used to mitigate the energy consumption and high interference for an efficient communication in CR-Networks.

本文提出了CR节点之间有效的沟通和频谱利用率。其次光谱传感,以确保可信度的安全问题。它使用两个选择方案称为节点选择方案(NSS)和信道选择方案(CSS)。NSS的目的是让每个节点检查获得的消息复制到继电器在检查它的传输工作。每个节点使用NSS,决定应该使用哪个路径提供最低能源消耗在不牺牲的端到端延迟性能。每个节点基于CSS,决定和交换机授权频道最大化频谱利用率,同时保持干涉一个最低水平。这最终使CR-Networks节点来确定最优路径在CR-Networks节点和一个高效的沟通渠道。CR技术允许二级用户(SUs)寻求和利用“频谱空穴”时间和location-varying无线电环境不会造成有害干扰主用户(脓)。这种机会频谱的使用会导致新的挑战不同的可用频谱。使用可靠的算法,它提高了可信度CR-Networks频谱感知的。

系统模型和假设

它认为与N移动网络无照节点移动的环境中根据一些随机移动模型。它还假设整个频谱分为数M重叠正交通道有不同的带宽。每个授权的访问通道是由固定的持续时间槽。槽时间被认为是由主系统广播。每个传感器节点,传送的信息之前,这是一个节点的信息,首先选择一个路径节点和频率频道复制消息。路径和通道选择后,传感器节点协商和握手的路径节点路径和声明所选频道频率。这种协调所需的通信被认为是通过一个固定长度的跳频序列(FHS)由K截然不同的授权渠道。在每一个时间段,每个节点连续跳在一个给定的FHS以发送和接收数据包的协调。协调包的目的是由一个节点与信息告知其路径的频率通道决定消息复制。

此外,协调包被认为是足够小槽内传播的持续时间。FHS共同控制通道,而是提供了一个多样性能够找到一个空通道可以用来发送和接收数据包的协调。如果FHS的跳,即。,a channel, is used by the primary system, the other hops of FHS can be tried to be used to coordinate. This can allow the nodes to use K channels to coordinate with each other rather than a single control channel. Whenever any two nodes are within their communication radius, they are assumed to meet with each other and they are called as contacted. In order to announce its existence, each node periodically broadcasts a beacon message to its contacts using FHS. Whenever a hop of FHS, i.e., a channel, is vacant, each node is assumed to receive the beacon messages from their contacts that are transiently in its communication radius.

高效的沟通

在这个方案中,每个节点与信息搜寻可能的路径节点复制的信息。因此,可能的路径节点的节点。使用NSS,每个节点在信息选择路径节点提供足够的端到端延时在检查它的传输工作。这里,它源于CSS措施允许CRNetworks节点决定哪些应该使用授权渠道。CSS的目的是最大化频谱利用率主要系统干扰最小。假设有M授权渠道不同的带宽值,y表示信道的带宽c。每个CR-Networks节点也认为定期M的一组授权渠道。Mi表示授权渠道的设置包括Ids由节点周期性地感觉到我假设频道c是由节点周期性地感觉到我在每个槽和c是空闲的时间间隔期间x频道称为信道空闲时间。这里,它使用产品的通道带宽y和通道空闲时间x, tc = xy,作为一个指标检查通道懒惰。此外,失败在初级用户认为引起的传感传输的主要用户之间的碰撞和CR-Networks节点。

安全

光谱遥感:未使用的频谱检测和分享它,没有有害干扰其他用户;认知无线电网络的一个重要要求空谱。检测的主要用户是最有效的方法来检测空谱。去除频谱感应技术可以分为三类:

认知无线电发射机检测:必须有能力来确定一个信号从主发射机是局部出现在一定的光谱。有几个提议发射机检测方法:

1。合作检测:是指去除频谱感应方法从多个认知无线电用户注册信息为主要用户检测。

2。Interference-based检测。

由于主用户网络没有要求改变他们的频谱共享基础设施,这个任务落在CRs二级用户检测主用户通过连续光谱传感的存在。频谱感知通过CRs可以进行单独或合作。最近,合作频谱感知的功效得到了大量的关注。有几个优势提供的合作频谱感知的非合作方法。然而,由于脓的出现的随机性,是极其难以实现快速和平滑的谱过渡导致有限的干扰SUs脓和性能下降。在本地收集和交换频谱感知信息是用来构造一个感知环境,将影响CR的行为。这将打开恶意攻击者的机会。在合作频谱感知的二级用户执行协作频谱感知的交换在本地收集的信息。恶意二级用户可以利用合作频谱感知,通过发送虚假的本地频谱感知结果发动攻击,导致错误的频谱感知的决定。两个已知的安全威胁在CRs自私的初级用户模拟(呕吐)和恶意的主要用户模拟(MPUE)攻击。 These types of attacks emulate signals with the characteristics of incumbent primary users to fool other secondary users.

呕吐:在这种攻击中,攻击者的目标是最大化自己的频谱使用情况。自私的攻击检测空谱带时,防止其他二级用户争夺乐队的传输信号,模仿主用户信号的信号特征。这种攻击主要是由两个自私的二级用户。

MPUE:在这种攻击中,目标是阻碍SUs的DSA过程——即。,prevent SUs from detecting and using vacant licensed spectrum bands, causing denial of service.

使用可靠的算法定义一个阈值SUs克服PUE攻击。它使CRNetworks节点,从而高效地利用可用的光谱通道。节点,可以很容易的找到各种授权频道没有干扰主系统增加的机会。这表明,它有一个潜在的能够将各种网络条件转换为提高性能。

结果和讨论

在图1中,它显示的图像接收数据包的时间和吞吐量。吞吐量的平均利率成功消息传递的通信通道。

在图2中,它显示接收到的比特和最大吞吐量图的端到端延迟。端到端延迟的时间是数据包从源到目的地。

在图3中,发送比特的吞吐量和最大模拟抖动。抖动是不受欢迎的偏离真实的假设周期信号的周期性。抖动周期之间的间隔是两倍的最大效应(或最低效果)的信号特征随时间变化规律。

结论

因此它允许每个节点与信息决定是否把消息复制到路径节点通过优化其传播工作提供足够的信息延迟。使用一个通道选择方案提供了频谱利用率同时最小化主系统的干扰水平。使用可靠的算法,它提高了可信度CR-Networks频谱感知的。它使网络节点动态自适应地调节他们的沟通策略根据不断变化的网络环境。

数据乍一看


图1	图2	图3

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