Когнативно радиоспектрално споделяне


Категория на документа: Други


Позволяващо ясно, спектрално споделяне:
Смекчаващо държание в спектралното твърдение

Резюме

Когнитивната радио технология позволява многобройните безжични мрежи да работят в препокриващите се зони, за да приспособят достъпа на светлокафявия спектър от общия . Този спектрален пример, споменат тук, като просто спектрално споделяне, съдържа добрите възможности на значително по-голямата способност в използването на спектъра и намалява спектралния проблем. Когнитивните радиа са будили интереси на изследователската общност и сега много от защитените и тайни въпроси свързани с когнитивните радиомрежи са изучавани активно. Всъщност, влошаването на поведението, което може да настъпи в спектралния процес, заслужава по - внимателно обсъждане. В тази статия се дискутират два вида поведение във връзка със спектралното твърдение- единичното спектрално твърдение и единичното канално договаряне. Тези поведения влошават яснотата и характеристиката на системата на спектралното споделяне , както и инфраструктурата- основните и multi - hop когнитивните радио мрежи. Също ще се обсъждат контра мерките срещу опасностите, както и техническите предизвикателства, които трябва да бъдат преодолени, за да се изпълнят същите тези контрамерки.

Когнитивното радио е технология, позволяваща динамичния спектрален достъп, който дава добри възможности, за да се намали спектралния проблем в безжичните мрежи. Използвайки спектралните чувствителни технически похвати или отнасящите се до геолокацията бази данни, когнитивното радио (или когнитивна радио поддръжка на второстепенен потребител) е способно да вземе интелигентно решение кой законен спектрален сектор е свободен за използване без да се причинят вредни смущения на лицензираните ( или главни) потребители. Освен това, спектралната система позволява съвместно разположените когнитивни радиа или когнитивни радио мрежи, приспособявайки се да използват тези, определени от светлокафявия спектър, по справедлив и ефикасен начин. Вземайки в предвид това, че употребата на спектралната чувствителност и базата данни помага в откриването на светлокафявия спектър от перспективните и лицензирани операционни защити, системата на спектралното споделяне цели да усъвършенства спектралната употреба за нелицензираните когнитивни радио мрежи. Много от проблемите на сигурността и неприкосновеността са били идентифицирани както в сензорно- базираните, така и в задвижваните база данни на когнитивните радио мрежи. Единичното когнитивно радио, което използва техниката за наблюдение на радиочестотния спектър може да не бъде в състояние да провери автентичността на получените първични потребителски сигнали или доклади за наблюдение, изпратени от други когнитивни радиа. По този начин, механизмът за наблюдение на радиочестотния спектър е подчинен на основния потребител съревноваващата атака, фалшифициране на спектърните сензорни резултати, и единичните сензорни държания[1, 2]. Удостоверяване на първични потребителски сигнали и съвместни спектърни сензорни техники са били предложени, за да се действа срещу тези заплахи [5.3]. Освен това, въпросите на неприкосновеността (например неразрешеното освобождаване на място информация) може да възникнат и в двете посоки и в сензорно- базираните и в задвижваните бази данни на когнитивните радио мрежи, а техниките за опазване на неприкосновеността се използва за премахване на опасенията за поверителност [6, 7].

Въпреки това, сигурните уязвимости в споделянето на радиочестотния спектърен механизъм, по-специално тези, които могат да бъдат използвани от егоистични потребители, са получили малко внимание. Представеното ясно спектърно споделянето е предизвикателна задача в когнитивните радио мрежи. От една страна, всеки потребител е егоист по природа. Това предполага, че егоистичните потребителски тенденции се възползват от уязвимостта в споделянето на радиочестотните спектърни механизми, за да получат нечестно предимство в спектралния достъп, ако такива поведения не могат лесно да бъдат открити. От друга страна, съвместните когнитивни радиа или когнитивните радио мрежи могат да бъдат експлоатирани от конкурентни доставчици на услуги, и е трудно да се създаде централизиран спектърен механизъм за споделяне, който може да наблюдава или регулира поведение на всички субекти. Освен това, когнитивното радио може да вземе потаен начин на лошо поведение, напр.случайно превключване между нормата и поведенията, което увеличава трудността за откриване. На следващо място,ние се представяме два споделени спектърни механизми в инфраструктурата- основни и multi-hop когнитивни радио мрежи.

Споделени спектърни механизми за когнитивни радио мрежи

Сценарият за разполагане на когнитивните радио мрежи може да бъде или в инфраструктурно базираната архитектура или в multi-hop архитектурата,а споделянето на спектъра е съществен компонент на двете архитектури.

.
Фигура 1. Една илюстрация на три-системния спектърен процес на съревнование на
ODFC. Всяка BS е длъжна да генерира своя пореден номер (AN) на
случаен принцип от обхвата [0, W], и след това да обмени генерирания AN
със съседите за участие в спектралното съревнование.

Междумрежово спектрално съревнование

Инфраструктурно базираната когнитивна радио мрежова архитектура е заета в IEEE 802. 22 стандарт, който определя интерфейсът на въздуха (както физически, така [PHY] и средно достъпните контролирани[MAC] слоеве) за когнитивно радио базирания териториално мрежови обхват (WRAN) [8]. 802. 22 клетъчна мрежа се състои от базова станция (BS) и общо 802, 22 потребители. Съседните 802. 22 мрежи са в състояние да се координират помежду си чрез метод на комуникация между базовите станции (напр. пренос връзки).802. 22 стандарт е предписал един протокол, за да отнесе въпроса за спектралното споделяне, когато даден канал е споделен от множество съвместно разположени 802. 22 мрежи. За да се избегне между мрежовата намеса, само една мрежа може да
работи на споделения канал по всяко време например. В другия процес, множеството базови станции, на 802. 22 мрежи се борят за определения канал (или за времева рамка над целевия канал) чрез обмен на контролния пакет- ETS, и базовите станции в съревнованието играят следната "игра": Всяка базова станция произволно генерира редица от поредни номера(AN), които са равномерно разпределена в интервала [0, W], където W е константа, представляваща размера на поредността на прозореца. Избраната AN стойност на базовата станция
ще бъде излъчена на близкия конкурент.

Фигура 2. Илюстрация на уредения процес на канала
между два когнитивни радио възела. Да предположим, че има общо три канала, обозначени като 0, 1, 2. Всяка таблица на фигурата представя свободен списък от канали на дадения когнитивен радио възел: ограденият знак в
същия ред на цяло число i означава канал i, който е на разположение на възела, а противоположният знак означава канал I, който е недостъпен. Например, скицата на списъка със свободни канали FCLa показва, че канали 0 и 1 са достъпни за възловата точка А, а канал 2 е недостъпен.

Базовата станция, която е избрала най-голямата AN сред всички участващи базови станции печели съревнованието. Други базови станции, (и техните802. 22 мрежи), които не успеят да спечелят ще освободят канала.

Да предположим, че има к поддържани базови станции, и ние наричаме такъв сценарий а к- системен спектрален процес, където всяка базова станция на близки 1/к има еднаква вероятност да спечели съревнованието. Ако ODFC процеса се изпълнява многократно от една и съща група от к базисни станции, поддържаният спектър (например посочения канал) ще бъде поделен между тях в дългосрочен план. Три- системният спектърен процес на ODFC е илюстриран на Фиг. 1.

Разпределено каналово уговаряне

Без централизиран контролен обект, multi-hop когнитивната радио мрежа се състои от мобилни и / или стационарни устройства оборудвани с когнитивни радиа, и те си взаимодействат един с друг чрез multi-hop безжични връзки. В multi-hop мрежовата архитектура, когнитивните радиа се борят за спектър чрез разпределителен канален процес заменяйки MAC- слоя на контролната рамка в общ контролен канал или в уречения канал. Тъй като няма точка за достъп или базова станция, каналовото разпределяне се извършва по определен начин между всяка двойка от съседни възлови точки покрай multi-hop път. Фигура 2 показва пример на каналов разпределителен процес между двойка съседни възлови точки (възловите точки А и Б) в multi-hop когнитивна радио мрежа. Възли S и D в примера посочват източника и посоката на възлите на потока от multi-hop данни. Има два възможни пътя от източника към
местоназначението, в който възловите точки А, В и С са междинни възли принадлежащи към два маршрута За двойката от възловите точки А и Б,
възходящия възел А първо идентифицира светлокафявите радиочестотни ленти и изпраща своя списък от свободни канали {FCLa) към един от потенциалните приемници (възлова точка Б). При приемането на FCLA, приемникът създава свой собствен списък свободен канал (FCLb) и го изпраща обратно към възловата точка А. Сравнявайки двата списъка на свободни канали, възловата точка А може да намерите канал, който е общ и за двете страни за пакетно предаване на данни (например канал 0 е избран за предаване на данни между възловите точки А и В на фиг. 2).
Въпреки че сигурността и неприкосновеността на когнитивните радио мрежи е активнаобласт на научни изследвания, съответните недостатъци в сигурността по отношение на единичните поведения в механизмите за споделяне на спектъра не са достатъчно проучени.

"Егоистичен" спектрален проблем

Когато множество CR мрежи (напр. 802. 22 мрежи), които работят
от различни доставчици на услуги, съжителстват в припокриващи се региони,
те се състезават за спектър като използват някакъв вид радиочестотен спектърен
механизъм. Следователно, съществува възможност, че някои конкурентни мрежи могат да използват уязвимости в механизма, за да спечелят нечестно предимство спрямо другите.

Фигура 3 . Дял на честни и "егоистични" победители в К - системен
процес в проблема на спектъра, където к = 2, 4, 6, 8, половината от



Сподели линка с приятел:





Яндекс.Метрика
Когнативно радиоспектрално споделяне 9 out of 10 based on 2 ratings. 2 user reviews.