基于WIFICOFDM的远距离自组网无线传输系统的制作方法

本申请涉及计算机网络，尤其涉及基于wificofdm的远距离自组网无线传输系统。

背景技术：

自组网是一种移动通信和计算机网络相结合的网络，网络的信息交换采用计算机网络中的分组交换机制，用户终端是可以移动的便携式终端，自组网中每个用户终端都兼有路由器和主机两种功能。作为主机，终端需要运行各种面向用户的应用程序，如编辑器、浏览器等；作为路由器，终端需要运行相应的路由协议，根据路由策略和路由表完成数据分组的转发和路由维护工作，故要求节点实现合适的路由协议。自组网路由协议的目标是快速、准确和高效，要求在尽可能短的时间内查找到准确可用的路由信息，并能适应网络拓扑的快速变化，同时减小引入的额外时延和维护路由的控制信息，降低路由协议的开销，以满足移动终端计算能力、储存空间以及电源等方面的限制。鉴于自组网这种自组织和快速反应部署的能力，已经在战场通信、灾区救援、网络会议等安全敏感领域得到了应用。

然而远距离自组网无线传输系统本身具备着开放性以及移动平台不是很可靠，所以容易遭受恶意攻击，例如自私节点攻击以及隧道攻击等。

技术实现要素：

为克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种基于wificofdm的远距离自组网无线传输系统。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种基于wificofdm的远距离自组网无线传输系统，其特征在于，包括多个自组网节点，每个自组网节点之间基于wificofdm实现远距离无线连接；

每个自组网节点之间通过对其他自组网节点的wificofdm属性进行评估来建立信任关系。

优选的，每个自组网节点之间基于wificofdm实现远距离无线连接包括：使用手机的wificofdmmodem为基础，使用硬件授权设备号卡作为下一个自组网节点接入鉴权和加密识别。

优选的，所述硬件授权设备号事先在除本自组网节点之外的所有其他节点进行注册，以便于节点终端模块能够授权接入这些节点进行注册和建立网络连接。

优选的，每个自组网节点之间通过对其他自组网节点的wificofdm属性进行评估来建立信任关系包括：

设置本远距离自组网无线传输系统中的n个评估节点构成的集合为a，本远距离自组网无线传输系统中的被评估节点的m个wificofdm属性构成的集合为b，其中：

a＝{ai|i＝1，2，...，n}

b＝{bi|i＝1，2，...，m}

节点ai对被评估节点的m个属性进行评价，用特征值向量表示为：

ai＝{a1i，a2i，...，ami}^t

将n个评估节点对被评估节点的m个属性的特征值向量构成特征值矩阵d＝(aij)m×n。

优选的，设置n个评估节点的m属性综合值向量为x＝{x1，x2，...，xn}，其中，

其中，xi是第i个评估节点对被评估节点的属性评估值，wi为被评估节点的第i个属性的属性权重，其中wi≥0，

将特征值矩阵d规范化表示为t＝(tij)m×n，其中，tij＝(aij²-aimin²)/(aimax²-aij²)，aimax为第i个属性的最大特征值，aimin为第i个属性的最小特征值。

优选的，设置被评估节点的信任度o为其中，

设置被评估节点的信任度o为其中，

其中，s＝{s小＝1，2，...，m}为评估节点与被评估节点之间的距离向量，r＝{ri|i＝1，2，...，m}为评估节点与被评估节点之间的交互次数向量，d为距离权重，交互次数权重为(1-d)。

优选的，所述m个wificofdm属性包括：丢包率、传输速度、信号强度和信号变化率。

本发明通过运用cofdm从而提高ofdm系统的抗误码性能。远距离自组网无线传输系统本身具备着开放性以及移动平台不是很可靠，所以容易遭受恶意攻击，例如自私节点攻击以及隧道攻击等。本发明通过运用信任评估模型来管理和监控节点，可以使得自组网的节点之间互相信任，从而制约节点的恶意活动，建立安全稳定的运行状态。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种远距离自组网无线传输系统的示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不只是所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征值“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1所示，一种基于wificofdm的远距离自组网无线传输系统，其特征在于，包括多个自组网节点，每个自组网节点之间基于wificofdm实现远距离无线连接；

每个自组网节点之间通过对其他自组网节点的wificofdm属性进行评估来建立信任关系。

ofdm可很好地解决多径环境中的信道选择性衰落，但对信道平坦性衰落(即各载波的幅度服从瑞利分布的衰落)，尚未得到较好的克服。用信道编码来解决这一问题的ofdm称为cofdm(codedofdm)。其基本原理是将频率选择性衰落信道(频率域)与时变平坦衰落信道(时间域)结合在一起形成时间-频率域。在此域中，高比特率的待调制信号按照一定的规则划分后再进行时间、频率的交错分布。然后再用卷积码将它们相连，这样可使编码后数据信号所受到的衰落具有统计独立性。如果信号在某一载波处受到一个负回波损失，从统计上说在另外的载波上会出现一个正回波，两者相互补偿抵消。本发明通过运用cofdm从而提高ofdm系统的抗误码性能。

进一步的，远距离自组网无线传输系统本身具备着开放性以及移动平台不是很可靠，所以容易遭受恶意攻击，例如自私节点攻击以及隧道攻击等。本发明通过运用信任评估模型来管理和监控节点，可以使得自组网的节点之间互相信任，从而制约节点的恶意活动，建立安全稳定的运行状态。

每个自组网节点可以分别包括一个基站通信模块，一个核心网模块和一个终端模块，其中：

基站通信模块主要负责移动通信信号的收发，实现无线用户的通信功能。核心网模块用于呼叫的接续、移动性管理，补充业务实现等等交换和管理功能。终端模块使用手机的wificofdmmodem为基础，主要作为自组织网络的连接和路由，增加相应的路由判断功能。终端模块可以使用硬件授权设备号卡作为下一个自组网节点接鉴权和加密识别。

按照目前的规定，所有的硬件授权设备号卡都在通信运营商做了实名验证。实名认证是对用户资料真实性进行的验证审核，以便建立完善可靠的移动网络信用基础。这对于防范以移动网络为媒介的各类犯罪起到了一个很好的事前预防，事后追查的作用。每一个移动网络的自组网节点都能做到实名认证，可溯源的话，那么恶意入侵网络的生存空间将得到极大的压缩。

优选的，所述硬件授权设备号事先在除本自组网节点之外的所有其他节点进行注册，以便于节点终端模块能够授权接入这些节点进行注册和建立网络连接。

本优选实施例通过预先注册，可以防止恶意节点混入自组网。

优选的，每个自组网节点之间通过对其他自组网节点的wificofdm属性进行评估来建立信任关系包括：

设置本远距离自组网无线传输系统中的n个评估节点构成的集合为a，本远距离自组网无线传输系统中的被评估节点的m个wificofdm属性构成的集合为b，其中：

a＝{ai|i＝1，2，...，n}

b＝{bi|i＝1，2，...，m}

节点ai对被评估节点的m个属性进行评价，用特征值向量表示为：

ai＝{a1i，a2i，...，ami}^t

将n个评估节点对被评估节点的m个属性的特征值向量构成特征值矩阵d＝(aij)m×n。

采用本优选实施例设计的矩阵来进行数据处理，能够大幅减少计算量和存储量，尤其适用于对能耗和存储量等物理性能要求特别严格的远距离自组网无线传输系统。

优选的，设置n个评估节点的m属性综合值向量为x＝{x1，x2，...，xn}，其中，

其中，xi是第i个评估节点对被评估节点的属性评估值，wi为被评估节点的第i个属性的属性权重，其中wi≥0，

将特征值矩阵d规范化表示为t＝(tij)m×n，其中，tij＝(aij²-aimin²)/(aimax²-aij²)，aimax为第i个属性的最大特征值，aimin为第i个属性的最小特征值。

本优选实施例在进行评估时采用了发明人独创的算法来进行计算，根据实验仿真，计算效率显著提高了20％以上。

优选的，设置被评估节点的信任度o为其中，

设置被评估节点的信任度o为其中，

其中，s＝{si|i＝1，2，...，m}为评估节点与被评估节点之间的距离向量，r＝{ri|i＝1，2，...，m}为评估节点与被评估节点之间的交互次数向量，d为距离权重，交互次数权重为(1-d)。

发明人以本发明上述优选实施例设计了权重和信任度评估公式，通过大量的模拟测试，发现稳定性和计算量比较平衡，对远距离自组网节点的能耗要求很低，并且有效地建立了信任体系，防范了各种恶意攻击。

优选的，所述m个wificofdm属性包括：丢包率、传输速度、信号强度和信号变化率。

发明人通过大量实践，发现恶意节点通常在包率、传输速度、信号强度和信号变化率属性上表现异常，通过设置这些值作为信任度评估的属性值，有效地防范了大量恶意攻击。

上述优选实施例的既考虑了各种属性的内在信息，又考虑了专家知识和经验，分析与实例计算都证明了本发明可以针对节点的信任度进行有效判断，满足了远距离自组网无线传输的可信评估要求。

优选的，本系统还可对被评估节点进行可信预测的适用性分析。

远距离自组网中的节点具有动态性和临时性，使得能够体现统计规律的事件数量较少，存在事件样本偏少不全等问题。通过对节点进行可信预测的适用性分析，有助于通过对节点信任度来选择路由并检测内部恶意节点，让网络的安全性得到保障。

进一步地，远距离自组网的一个主要应用是进行图像传输，在优选实施例中，远距离自组网无线传输系统对图像传输进行加密，具体可包括以下步骤：

将图像明文阵列a采取三维混沌加密为图像密文e；

将三维混沌加密的三维密钥进行ecc(ellipticcurvescryptography，椭圆曲线密码编码学)加密；

将ecc加密的所述三维密钥与所述图像密文e共同生成用于传输的加密文件。

本实施例中同时采用了混沌加密和ecc加密，有效地提高了加密速度、具有非常高的安全性能，特别适用于远距离自组网无线传输系统。

优选的，对三维混沌加密的三维密钥进行ecc加密包括以下步骤：

获取图像接收方椭圆曲线参数ep1(a，b)、基点b和公钥k；

设置k3d＝x0||y0||z0||k1||k2||k3，其中，x0，y0，z0为随机生成的三维密钥种子，0＜x0＜1，0＜y0＜1，0＜z0＜1，||表示按位进行或运算；

将k3d以bch算法编码到ep1(a，b)上的点e3d；

产生随机大整数r，以此计算得到密文c1＝e3d+rk，密文c2＝rg，式中的rk和rg为椭圆曲线标量乘运算。

上述计算过程中计算效率很高，不会消耗自组网节点太多功率。经发明人实际测试，比常规的算法降低了20％左右的能耗。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。