认知无线电网络的位置隐私保护

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认知无线电网络被认为是一种解决可用无线信道资源短缺问题的有效手段。其通过允许二级用户接入未被一级用户占用的可用频段,从而解决了无线信道资源短缺问题。传统的认知无线电网络,二级用户需要进行频谱感知得到频谱的可用信息,再接入某一信道。但是单个用户的感知结果由于某些因素,比如衰落和遮蔽,可能不太准确,所以人们需要进行合作感知来提高感知的准确性。但是在合作感知的过程中,用户的位置隐私信息可能泄露。本文发现了在合作感知中可能存在的位置隐私泄露问题,并提出了相应的解决方案。美国联邦通讯委员会最新的规定在2012年五月出台,这一新规定加强了基于数据库的认知无线电网络。在这一网络中,二级用户需要在接入某一频谱前,提交他的位置信息,来查询一个数据库并获取其相应区域的频谱可用信息。但是对于这种网络,存在着这样一种担忧:二级用户的位置隐私将不可避免的泄露。本文发现了新的对数据库驱动认知无线电网络中位置隐私的攻击方式。不同于从用户提交的查询信息中直接获取用户的位置信息,新发现的攻击方式可以从用户过去所接入的频谱信息中推测出二级用户的位置。本文提出了基于频谱使用的位置推断算法(SULI),这一算法可以帮助攻击者轻易的推断出用户的位置信息。为了防止用户的位置隐私在查询过程中泄露,本文又提出了新的隐私频谱可用信息检索方案,这一方案利用盲化因子来保护二级用户的位置隐私。为了抵御SULI攻击,本文又提出了新的基于预测的隐私信道使用协议,这一协议通过选取最稳定的信道,从而大大降低位了置信息的泄露。本文将上述所有提出的方案应用于联邦通讯委员会发布的数据中。最终实验的结果证明了文中所提出的方案可以大大提高在数据库驱动的认知无线电网络中用户的位置隐私。
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