專利名稱：認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)信任管理系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，更進(jìn)一步涉及認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中的認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)管理系統(tǒng)及其方法。本發(fā)明可以根據(jù)通信環(huán)境和安全服務(wù)需求，動(dòng)態(tài)調(diào)整信任系統(tǒng)相應(yīng)參數(shù)，從而使認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)頻譜資源的分配和使用更加靈活，高效，安全。
背景技術(shù)：
在認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)感知和學(xué)習(xí)過(guò)程中的數(shù)據(jù)可信性是認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)能否可用的基礎(chǔ)。不可信的數(shù)據(jù)將導(dǎo)致對(duì)可用資源的錯(cuò)誤判斷，不僅造成次用戶網(wǎng)絡(luò)行為的失敗，而且也給主用戶網(wǎng)絡(luò)造成嚴(yán)重的干擾，甚至局部性癱瘓。在傳統(tǒng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，信任管理機(jī)制作為基于密碼機(jī)制的安全手段的重要補(bǔ)充，廣泛應(yīng)用在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)等，用于對(duì)網(wǎng)絡(luò)實(shí)體的行為進(jìn)行評(píng)價(jià)，彌補(bǔ)傳統(tǒng)認(rèn)證和訪問(wèn)控制所不能解決的偽裝、數(shù)據(jù)篡改等威脅。然而在認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，主次網(wǎng)絡(luò)共享頻譜資源的方式為網(wǎng)絡(luò)的安全性提出了新的要求。認(rèn)知用戶必須在不對(duì)主用戶產(chǎn)生有害干擾的條件下使用空閑頻譜，即認(rèn)知用戶需要向主用戶提供自身可信的保證，同時(shí)由于認(rèn)知用戶間的內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致的軟安全威脅同樣會(huì)影響用戶正常接入頻譜，這些問(wèn)題都是密碼技術(shù)所不能解決的。信任管理系統(tǒng)是目前公認(rèn)的解決軟安全威脅最有效的策略，同時(shí)可以為整個(gè)認(rèn)知循環(huán)提供可信支撐，保證認(rèn)知用戶快速、準(zhǔn)確的接入空閑頻段，這樣，既能保證認(rèn)知用戶間的公平競(jìng)爭(zhēng)同時(shí)又能防止主用戶網(wǎng)絡(luò)遭到惡意用戶的威脅。電子科技大學(xué)提出的專利申請(qǐng)“一種認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的雙門限合作感知方法”(申請(qǐng)?zhí)?01010272375. 5申請(qǐng)公布號(hào)CN 101944961A)公開(kāi)了一種認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的雙門限合作感知方法，通過(guò)以下步驟1、本地壓縮感知恢復(fù)信號(hào)，在本發(fā)明中，通過(guò)壓縮感知將整個(gè)寬帶頻譜恢復(fù)出來(lái)，這樣可以使用低速率A/D轉(zhuǎn)換器，從而降低了硬件要求。2、確定子頻帶，將壓縮感知恢復(fù)出來(lái)的寬帶頻譜信號(hào)，通過(guò)小波邊緣檢測(cè)能夠得到該信號(hào)的頻譜邊緣點(diǎn)，之后能夠在頻譜上分段為若干個(gè)子頻帶。3、合作感知，每一個(gè)認(rèn)知用戶都對(duì)所有子頻帶進(jìn)行雙門限能量檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果發(fā)送至融合中心進(jìn)行判斷，得到整個(gè)頻譜主用戶的存在情況，自適應(yīng)地確定頻譜空穴在頻帶中的位置。通過(guò)以上步驟，認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)能夠在低于奈奎斯特頻率對(duì)主用戶信號(hào)進(jìn)行采樣感知，并能自適應(yīng)地確定頻譜空穴在頻帶中的位置。該方法存在的不足之處是該方法雖然采用了雙門限合作頻譜感知方法來(lái)保證頻譜感知的準(zhǔn)確性，但是該專利申請(qǐng)的檢測(cè)方法比較復(fù)雜，在工程計(jì)算中實(shí)現(xiàn)比較困難。另外，該方法檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性是建立在網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)用戶檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)之上的， 如果網(wǎng)絡(luò)中存在惡意用戶，那么用戶的信息在檢測(cè)和傳輸過(guò)程中出錯(cuò)，則無(wú)法保證整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。Sazia Parvin 等人在文章“Towards Trust Establishment for Spectrum Selection in Cognitive Radio Networks，，(201024th IEEE International Conference on Advanced Information Networking and Applications)中提出了一禾中中心式認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的基于行為的信任模型，其充分考慮了直接信任和間接信任的關(guān)系，能夠很容易的檢測(cè)出認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中次級(jí)用戶的不良行為。其系統(tǒng)建立步驟如下1、次級(jí)用戶感知空閑頻譜信息并發(fā)送給次級(jí)用戶基站；2、次級(jí)用戶基站獲得直接信任值和間接信任值并整合得到綜合信任值；3、根據(jù)信任值做出頻譜決策。該系統(tǒng)存在的不足之處是首先該系統(tǒng)簡(jiǎn)單的把其它網(wǎng)絡(luò)的信任模型引入到了認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，沒(méi)有充分結(jié)合認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，不適合認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。其次，這個(gè)模型偏重于考慮次級(jí)用戶接入過(guò)程中的信任關(guān)系，其它過(guò)程沒(méi)有考慮或者只描述了局部情況，沒(méi)有按照認(rèn)知循環(huán)的思想來(lái)闡述整個(gè)信任關(guān)系。再次，該系統(tǒng)靈活性差，沒(méi)有學(xué)習(xí)推理和自適應(yīng)能力，沒(méi)有考慮通信環(huán)境和安全服務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種自組織集中式的認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)信任管理系統(tǒng)及其方法，可以充分的利用認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的信任關(guān)系，保證認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)更加安全，有效。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明系統(tǒng)包括五大模塊機(jī)制管理模塊、接入模塊、頻譜感知模塊、傳輸模塊、評(píng)估模塊，各模塊之間依次連接構(gòu)成一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)。其中機(jī)制管理模塊包括信任機(jī)制建立模塊、信任機(jī)制數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、信任機(jī)制執(zhí)行模塊； 信任機(jī)制建立模塊用于初始化和建立信任機(jī)制，信任機(jī)制數(shù)據(jù)庫(kù)模塊用于保存次級(jí)用戶的信任機(jī)制數(shù)據(jù)，信任機(jī)制執(zhí)行模塊用于設(shè)定信任模型參數(shù)。接入模塊包括歷史信任模塊、當(dāng)前信任模塊、信任合并模塊1和接入決策模塊 ’歷史信任模塊用于初始化和更新歷史信任值，當(dāng)前信任模塊用于評(píng)估和計(jì)算當(dāng)前信任值的， 信任合并模塊1用于合并歷史信任值和當(dāng)前信任值，接入決策模塊用于判決是否允許次級(jí)用戶接入網(wǎng)絡(luò)；當(dāng)前信任模塊包括直接信任模塊、間接信任模塊和當(dāng)前信任合并模塊；直接信任模塊用于評(píng)估和計(jì)算直接信任值，間接信任模塊用于評(píng)估和計(jì)算間接信任值，當(dāng)前信任合并模塊用于合并直接信任值和間接信任值。頻譜感知模塊包括頻譜感知信任模塊、信任合并模塊2和頻譜決策模塊；頻譜感知信任模塊用于評(píng)估和計(jì)算次級(jí)用戶在頻譜感知過(guò)程中的信任值，信任合并模塊2用于合并頻譜感知信任值和信任合并1的值，頻譜決策模塊用于判決是否分配頻譜資源。傳輸模塊包括數(shù)據(jù)傳輸和離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)信任模塊、信任合并模塊3、信任反饋模塊；數(shù)據(jù)傳輸和離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)信任模塊用于評(píng)估和計(jì)算次級(jí)用戶數(shù)據(jù)傳輸和離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)過(guò)程中的信任值，信任合并模塊3用于合并信任合并2的值與數(shù)據(jù)傳輸和離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)過(guò)程中的信任值，信任反饋模塊用于反饋信任合并3的值到歷史信任模塊。評(píng)估模塊，用于評(píng)估整個(gè)信任模型及其環(huán)境。本發(fā)明系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)信任管理的方法包括如下步驟(1)次級(jí)用戶向次級(jí)用戶基站發(fā)送入網(wǎng)申請(qǐng)，請(qǐng)求接入網(wǎng)絡(luò)。(2)信任機(jī)制設(shè)定2a)機(jī)制管理模塊接收到請(qǐng)求后，設(shè)定信任機(jī)制若次級(jí)用戶第一次進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，則信任機(jī)制建立模塊執(zhí)行信任機(jī)制初始化，對(duì)時(shí)間信任修正因子，間接信任修正因子，頻譜感知信任修正因子和服務(wù)質(zhì)量信任修正因子分別賦值為1 ；否則，信任機(jī)制建立模塊在信任機(jī)制數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢并得到時(shí)間信任修正因子，間接信任修正因子，頻譜感知信任修正因子和服務(wù)質(zhì)量信任修正因子四大修正因子；2b)機(jī)制管理模塊將得到的四大修正因子的值送入信任機(jī)制執(zhí)行模塊，信任機(jī)制執(zhí)行模塊將時(shí)間信任修正因子賦值到接入模塊的時(shí)間信任修正因子，將間接信任修正因子賦值到接入模塊的間接信任修正因子，將頻譜感知信任修正因子賦值到頻譜感知模塊的頻譜感知信任修正因子，將服務(wù)質(zhì)量信任修正因子賦值到傳輸模塊的服務(wù)質(zhì)量修正因子。(3)判定是否接入3a)次級(jí)用戶基站獲得次級(jí)用戶接入請(qǐng)求后，其直接信任模塊依次收集次級(jí)用戶的請(qǐng)求屬性，應(yīng)答屬性和重傳屬性，分別記錄各個(gè)屬性成功和失敗的次數(shù)，將成功次數(shù)加上失敗次數(shù)得到成功失敗總次數(shù)，用成功次數(shù)和成功失敗總次數(shù)的比值表示屬性的信任值；3b)直接信任模塊將屬性信任值采用直接信任合并公式合并后得到直接信任值；3c)直接信任模塊得到直接信任值后，間接信任模塊向相鄰用戶發(fā)出間接信任計(jì)算請(qǐng)求，相鄰用戶接收到請(qǐng)求后，為次級(jí)用戶推薦信任值，間接信任模塊將次級(jí)用戶基站對(duì)相鄰用戶的直接信任值和相鄰用戶的推薦信任值相乘得到特定路徑上的間接信任值；3d)間接信任模塊將各個(gè)特定路徑上的信任值采用間接信任合并公式合并得到間接信任值；3e)當(dāng)前信任模塊將得到的直接信任和間接信任采用當(dāng)前信任合并公式合并得到當(dāng)前信任值；3f)當(dāng)前信任模塊得到當(dāng)前信任值后，歷史信任模塊獲取次級(jí)用戶歷史信任值 若次級(jí)用戶是第一次進(jìn)入該網(wǎng)絡(luò)，則初始化歷史信任值為0. 5 ；否則，查詢得到次級(jí)用戶歷史信任值；3g)信任合并模塊1采用接入信任合并公式，將得到的當(dāng)前信任值和歷史信任值合并，得到信任合并1的值；3h)接入決策模塊對(duì)得到的信任合并1的值進(jìn)行判決若信任合并1的值大于等于判決門限值0. 5，則允許次級(jí)用戶接入網(wǎng)絡(luò)；否則，拒絕次級(jí)用戶接入網(wǎng)絡(luò)。(4)上報(bào)頻譜感知信息次級(jí)用戶正常接入網(wǎng)絡(luò)后，周期性的向次級(jí)用戶基站上報(bào)頻譜感知信息，頻譜感知信息的行向量元素值為0和1，行向量的元素的個(gè)數(shù)為感知的頻譜個(gè)數(shù)。(5)廣播頻譜感知信息5a)頻譜感知信任模塊接收到一輪次級(jí)用戶上報(bào)的頻譜感知信息后，將行向量從上到下依次排列得到一個(gè)行數(shù)為上報(bào)頻譜感知信息用戶個(gè)數(shù)的矩陣；5b)頻譜感知信任模塊統(tǒng)計(jì)矩陣列向量組的每個(gè)列向量中0出現(xiàn)的次數(shù)和1出現(xiàn)的次數(shù)，比較0出現(xiàn)的次數(shù)和1出現(xiàn)的次數(shù)的值大小，記錄出現(xiàn)次數(shù)大的值所對(duì)應(yīng)向量元素的值；5c)頻譜感知信任模塊將記錄的向量元素值依次橫向排列得到一個(gè)行向量，將行向量作為新的頻譜感知信息，再對(duì)次級(jí)用戶上報(bào)頻譜感知信息進(jìn)行判決若新的頻譜感知信息與次級(jí)用戶上報(bào)的頻譜感知信息完全相同，則次級(jí)用戶頻譜感知正確；否則，頻譜感知錯(cuò)誤；5d)次級(jí)用戶基站將新的頻譜感知信息廣播給網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)次級(jí)用戶。(6)獲得頻譜感知信任
6a)在不斷的頻譜感知，上報(bào)，廣播，再上報(bào)的過(guò)程中，頻譜感知信任模塊統(tǒng)計(jì)由步驟5c)得到的判決頻譜感知正確的次數(shù)和判決的總次數(shù)，用判決頻譜感知正確的次數(shù)與判決的總次數(shù)的比值表示次級(jí)用戶的頻譜感知信任值；6b)信任合并模塊2采用頻譜信任合并公式，將得到的頻譜感知信任值和步驟3g) 得到的信任合并1的值合并，得到信任合并2的值。(7)申請(qǐng)頻譜資源次級(jí)用戶收到步驟5d)廣播的新的頻譜感知信息后，次級(jí)用戶向次級(jí)用戶基站發(fā)出頻譜資源申請(qǐng)請(qǐng)求。(8)判定是否分配頻譜次級(jí)用戶基站接收到次級(jí)用戶的頻譜資源申請(qǐng)請(qǐng)求后，頻譜感知信任模塊對(duì)步驟6b)獲得的次級(jí)用戶信任合并2的值進(jìn)行判決若信任合并2的值大于等于判決門限值 0. 5，則次級(jí)用戶基站分配頻譜資源給次級(jí)用戶；否則，拒絕分配頻譜資源。(9)獲得數(shù)據(jù)傳輸信任次級(jí)用戶成功分配到頻譜資源后，數(shù)據(jù)傳輸和離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)信任模塊對(duì)傳輸信道的服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，直至次級(jí)用戶離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)；在次級(jí)用戶離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)后，數(shù)據(jù)傳輸和離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)信任模塊采用服務(wù)質(zhì)量信任轉(zhuǎn)化公式得到次級(jí)用戶數(shù)據(jù)傳輸和離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)過(guò)程中的信任值。(10)更新歷史信任IOa)信任合并模塊3采用數(shù)據(jù)信任合并公式，將得到的數(shù)據(jù)傳輸和離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)中的信任值和步驟6b)得到的信任合并2的值合并，得到信任合并3的值；IOb)信任反饋模塊將得到的信任合并3的值反饋到歷史信任值模塊，采用歷史信任更新公式完成歷史信任值的更新。(11)建立信任機(jī)制Ila)次級(jí)用戶離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)后，評(píng)估模塊分別得到以下四大參數(shù)評(píng)估模塊將次級(jí)用戶本次接入網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間減去上次接入網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間得到兩次接入網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間間隔；評(píng)估模塊從間接信任模塊中得到推薦間接信任的用戶個(gè)數(shù)；評(píng)估模塊從頻譜感知信任模塊中得到上報(bào)頻譜感知信息用戶個(gè)數(shù)；評(píng)估模塊從數(shù)據(jù)傳輸和離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)信任模塊得到服務(wù)質(zhì)量；lib)評(píng)估模塊將得到的四大參數(shù)反饋到機(jī)制管理模塊；lie)機(jī)制管理模塊接收到四大參數(shù)后，信任機(jī)制制定模塊按照下列步驟完成信任機(jī)制的制定第一步，按照下式計(jì)算時(shí)間信任修正因子
權(quán)利要求
1.認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)信任管理系統(tǒng)，包括五大模塊機(jī)制管理模塊、接入模塊、頻譜感知模塊、傳輸模塊、評(píng)估模塊，各模塊之間依次連接構(gòu)成一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)；其中所述機(jī)制管理模塊包括信任機(jī)制建立模塊、信任機(jī)制數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、信任機(jī)制執(zhí)行模塊； 信任機(jī)制建立模塊用于初始化和建立信任機(jī)制，信任機(jī)制數(shù)據(jù)庫(kù)模塊用于保存次級(jí)用戶的信任機(jī)制數(shù)據(jù)，信任機(jī)制執(zhí)行模塊用于設(shè)定信任模型參數(shù)；所述接入模塊包括歷史信任模塊、當(dāng)前信任模塊、信任合并模塊1和接入決策模塊 ’歷史信任模塊用于初始化和更新歷史信任值，當(dāng)前信任模塊用于評(píng)估和計(jì)算當(dāng)前信任值，信任合并模塊1用于合并歷史信任值和當(dāng)前信任值，接入決策模塊用于判決是否允許次級(jí)用戶接入網(wǎng)絡(luò)；當(dāng)前信任模塊包括直接信任模塊、間接信任模塊和當(dāng)前信任合并模塊；直接信任模塊用于評(píng)估和計(jì)算直接信任值，間接信任模塊用于評(píng)估和計(jì)算間接信任值，當(dāng)前信任合并模塊用于合并直接信任值和間接信任值；所述頻譜感知模塊包括頻譜感知信任模塊、信任合并模塊2和頻譜決策模塊；頻譜感知信任模塊用于評(píng)估和計(jì)算次級(jí)用戶在頻譜感知過(guò)程中的信任值，信任合并模塊2用于合并頻譜感知信任值和信任合并1的值，頻譜決策模塊用于判決是否分配頻譜資源；所述傳輸模塊包括數(shù)據(jù)傳輸和離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)信任模塊、信任合并模塊3、信任反饋模塊；數(shù)據(jù)傳輸和離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)信任模塊用于評(píng)估和計(jì)算次級(jí)用戶數(shù)據(jù)傳輸和離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)過(guò)程中的信任值，信任合并模塊3用于合并信任合并2的值與數(shù)據(jù)傳輸和離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)過(guò)程中的信任值，信任反饋模塊用于反饋信任合并3的值到歷史信任模塊； 所述評(píng)估模塊，用于評(píng)估整個(gè)信任模型及其環(huán)境。
2.認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)信任管理方法，包括如下步驟(1)次級(jí)用戶向次級(jí)用戶基站發(fā)送入網(wǎng)申請(qǐng)，請(qǐng)求接入網(wǎng)絡(luò)；(2)信任機(jī)制設(shè)定2a)機(jī)制管理模塊接收到請(qǐng)求后，設(shè)定信任機(jī)制若次級(jí)用戶第一次進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，則信任機(jī)制建立模塊執(zhí)行信任機(jī)制初始化，對(duì)時(shí)間信任修正因子，間接信任修正因子，頻譜感知信任修正因子和服務(wù)質(zhì)量信任修正因子分別賦值為1 ；否則，信任機(jī)制建立模塊在信任機(jī)制數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢并得到時(shí)間信任修正因子，間接信任修正因子，頻譜感知信任修正因子和服務(wù)質(zhì)量信任修正因子四大修正因子；2b)機(jī)制管理模塊將得到的四大修正因子的值送入信任機(jī)制執(zhí)行模塊，信任機(jī)制執(zhí)行模塊將時(shí)間信任修正因子賦值到接入模塊的時(shí)間信任修正因子，將間接信任修正因子賦值到接入模塊的間接信任修正因子，將頻譜感知信任修正因子賦值到頻譜感知模塊的頻譜感知信任修正因子，將服務(wù)質(zhì)量信任修正因子賦值到傳輸模塊的服務(wù)質(zhì)量修正因子；(3)判定是否接入3a)次級(jí)用戶基站獲得次級(jí)用戶接入請(qǐng)求后，其直接信任模塊依次收集次級(jí)用戶的請(qǐng)求屬性，應(yīng)答屬性和重傳屬性，分別記錄各個(gè)屬性成功和失敗的次數(shù)，將成功次數(shù)加上失敗次數(shù)得到成功失敗總次數(shù)，用成功次數(shù)和成功失敗總次數(shù)的比值表示屬性的信任值； 3b)直接信任模塊將屬性信任值采用直接信任合并公式合并后得到直接信任值； 3c)直接信任模塊得到直接信任值后，間接信任模塊向相鄰用戶發(fā)出間接信任計(jì)算請(qǐng)求，相鄰用戶接收到請(qǐng)求后，為次級(jí)用戶推薦信任值，間接信任模塊將次級(jí)用戶基站對(duì)相鄰用戶的直接信任值和相鄰用戶的推薦信任值相乘得到特定路徑上的間接信任值；3d)間接信任模塊將各個(gè)特定路徑上的信任值采用間接信任合并公式合并得到間接信任值；3e)當(dāng)前信任模塊將得到的直接信任和間接信任采用當(dāng)前信任合并公式合并得到當(dāng)前信任值；3f)當(dāng)前信任模塊得到當(dāng)前信任值后，歷史信任模塊獲取次級(jí)用戶歷史信任值若次級(jí)用戶是第一次進(jìn)入該網(wǎng)絡(luò)，則初始化歷史信任值為0. 5 ；否則，查詢得到次級(jí)用戶歷史信任值；3g)信任合并模塊1采用接入信任合并公式，將得到的當(dāng)前信任值和歷史信任值合并， 得到信任合并1的值；3h)接入決策模塊對(duì)得到的信任合并1的值進(jìn)行判決若信任合并1的值大于等于判決門限值0.5，則允許次級(jí)用戶接入網(wǎng)絡(luò)；否則，拒絕次級(jí)用戶接入網(wǎng)絡(luò)；(4)上報(bào)頻譜感知信息次級(jí)用戶正常接入網(wǎng)絡(luò)后，周期性的向次級(jí)用戶基站上報(bào)頻譜感知信息，頻譜感知信息的行向量元素值為0和1，行向量的元素的個(gè)數(shù)為感知的頻譜個(gè)數(shù)；(5)廣播頻譜感知信息5a)頻譜感知信任模塊接收到一輪次級(jí)用戶上報(bào)的頻譜感知信息后，將行向量從上到下依次排列得到一個(gè)行數(shù)為上報(bào)頻譜感知信息用戶個(gè)數(shù)的矩陣；5b)頻譜感知信任模塊統(tǒng)計(jì)矩陣列向量組的每個(gè)列向量中0出現(xiàn)的次數(shù)和1出現(xiàn)的次數(shù)，比較0出現(xiàn)的次數(shù)和1出現(xiàn)的次數(shù)的值大小，記錄出現(xiàn)次數(shù)大的值所對(duì)應(yīng)向量元素的值；5c)頻譜感知信任模塊將記錄的向量元素值依次橫向排列得到一個(gè)行向量，將行向量作為新的頻譜感知信息，再對(duì)次級(jí)用戶上報(bào)頻譜感知信息進(jìn)行判決若新的頻譜感知信息與次級(jí)用戶上報(bào)的頻譜感知信息完全相同，則次級(jí)用戶頻譜感知正確；否則，頻譜感知錯(cuò)誤；5d)次級(jí)用戶基站將新的頻譜感知信息廣播給網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)次級(jí)用戶；(6)獲得頻譜感知信任6a)在不斷的頻譜感知，上報(bào)，廣播，再上報(bào)的過(guò)程中，頻譜感知信任模塊統(tǒng)計(jì)由步驟 5c)得到的判決頻譜感知正確的次數(shù)和判決的總次數(shù)，用判決頻譜感知正確的次數(shù)與判決的總次數(shù)的比值表示次級(jí)用戶的頻譜感知信任值；6b)信任合并模塊2采用頻譜信任合并公式，將得到的頻譜感知信任值和步驟3g)得到的信任合并1的值合并，得到信任合并2的值；(7)申請(qǐng)頻譜資源次級(jí)用戶收到步驟5d)廣播的新的頻譜感知信息后，次級(jí)用戶向次級(jí)用戶基站發(fā)出頻譜資源申請(qǐng)請(qǐng)求；(8)判定是否分配頻譜次級(jí)用戶基站接收到次級(jí)用戶的頻譜資源申請(qǐng)請(qǐng)求后，頻譜感知信任模塊對(duì)步驟6b) 獲得的次級(jí)用戶信任合并2的值進(jìn)行判決若信任合并2的值大于等于判決門限值0. 5，則次級(jí)用戶基站分配頻譜資源給次級(jí)用戶；否則，拒絕分配頻譜資源；(9)獲得數(shù)據(jù)傳輸信任次級(jí)用戶成功分配到頻譜資源后，數(shù)據(jù)傳輸和離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)信任模塊對(duì)傳輸信道的服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，直至次級(jí)用戶離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)；在次級(jí)用戶離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)后，數(shù)據(jù)傳輸和離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)信任模塊采用服務(wù)質(zhì)量信任轉(zhuǎn)化公式得到次級(jí)用戶數(shù)據(jù)傳輸和離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)過(guò)程中的信任值；(10)更新歷史信任IOa)信任合并模塊3采用數(shù)據(jù)信任合并公式，將得到的數(shù)據(jù)傳輸和離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)中的信任值和步驟6b)得到的信任合并2的值合并，得到信任合并3的值；IOb)信任反饋模塊將得到的信任合并3的值反饋到歷史信任值模塊，采用歷史信任更新公式完成歷史信任值的更新；(11)建立信任機(jī)制Ila)次級(jí)用戶離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)后，評(píng)估模塊分別得到以下四大參數(shù)評(píng)估模塊將次級(jí)用戶本次接入網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間減去上次接入網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間得到兩次接入網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間間隔；評(píng)估模塊從間接信任模塊中得到推薦間接信任的用戶個(gè)數(shù)；評(píng)估模塊從頻譜感知信任模塊中得到上報(bào)頻譜感知信息用戶個(gè)數(shù)；評(píng)估模塊從數(shù)據(jù)傳輸和離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)信任模塊得到服務(wù)質(zhì)量；lib)評(píng)估模塊將得到的四大參數(shù)反饋到機(jī)制管理模塊；lie)機(jī)制管理模塊接收到四大參數(shù)后，信任機(jī)制制定模塊按照下列步驟完成信任機(jī)制的制定第一步，按照下式計(jì)算時(shí)間信任修正因子
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)信任管理方法，其特征在于，步驟3b)所述的直接信任合并公式如下
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)信任管理方法，其特征在于，步驟3d)所 述的間接信任合并公式如下
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)信任管理方法，其特征在于，步驟!Be)所 述的當(dāng)前信任合并公式如下C = DX^ +JX (1-3 )其中，C為當(dāng)前信任值，D為直接信任值，^為間接信任修正因子，其值為介于為O與1 之間的實(shí)數(shù)，J為間接信任值。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)信任管理方法，其特征在于，步驟3g)所 述的接入信任合并公式如下Tl = HX a +CX (1-a )其中，Tl為信任合并1的值，H為歷史信任值，a為時(shí)間信任修正因子，其值為介于為 O與1之間的實(shí)數(shù)，C為當(dāng)前信任值。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)信任管理方法，其特征在于，步驟6b)所 述的頻譜信任合并公式如下T2 = TlX y+SX (1-y )其中，T2為信任合并2的值，Tl為信任合并1的值，Y為頻譜感知信任修正因子，其值 為介于為O與1之間的實(shí)數(shù)，s為頻譜感知信任值。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)信任管理方法，其特征在于，步驟9所述 的服務(wù)質(zhì)量信任轉(zhuǎn)化公式如下
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)信任管理方法，其特征在于，步驟IOa) 所述的數(shù)據(jù)信任合并公式如下T3 = T2X θ +TX (1- θ )其中，T3為信任合并3的值，Τ2為信任合并2的值，θ為服務(wù)質(zhì)量信任修正因子，其值為介于為0與1之間的實(shí)數(shù)，T為數(shù)據(jù)傳輸和離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)過(guò)程中的信任值。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)信任管理方法，其特征在于，步驟IOb) 所述的歷史信任更新公式如下Hc = HbX α +Τ3Χ (1_α )其中，Hc為當(dāng)前歷史信任值，Hb為次級(jí)用戶上次更新的歷史信任值，α為時(shí)間信任修正因子，其值為介于為0，1之間的實(shí)數(shù)，Τ3為信任合并3的值。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)信任管理系統(tǒng)及其方法，其主要解決了現(xiàn)有技術(shù)不能充分利用認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)推理和認(rèn)知循環(huán)的思想去構(gòu)建信任系統(tǒng)的問(wèn)題。其系統(tǒng)包括機(jī)制管理模塊、接入模塊、頻譜感知模塊、傳輸模塊和信任模型評(píng)估模塊。其方法步驟為請(qǐng)求接入網(wǎng)絡(luò)、信任機(jī)制設(shè)定、判定是否接入、上報(bào)頻譜感知信息、廣播頻譜感知信息、獲得頻譜感知信任、申請(qǐng)頻譜資源、判定是否分配頻譜、獲得數(shù)據(jù)傳輸信任、更新歷史信任、建立信任機(jī)制。本發(fā)明充分結(jié)合認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)構(gòu)建自適應(yīng)信任管理系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)的安全系數(shù)和用戶的服務(wù)質(zhì)量；其系統(tǒng)的四個(gè)信任修正因子可調(diào)，提高了系統(tǒng)的靈活性。
文檔編號(hào)H04W16/10GK102413474SQ20121000158
公開(kāi)日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2012年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月4日
發(fā)明者原蓓蓓, 李紅寧, 李雷, 裴慶祺 申請(qǐng)人:西安電子科技大學(xué)