安全是工业无线传感器网络(IWSN)的主要问题之一。为了确保群集IWSN中的安全性,本文通过模糊信任评估和离群值检测(SCFTO)提出了一个安全的聚类协议(SCFTO)。首先,为了处理开放无线介质中的传输不确定性,采用间隔2型模糊逻辑控制器来估计信托。然后引入了基于密度的离群检测机制,以获取用于隔离群集头的自适应信任阈值。最后,提出了一种基于模糊的集群头选举方法,以在节能和安全保证之间达到平衡,以便具有更多残留能量或对其他节点置信度更高的正常传感器节点具有更高的概率,使其成为群集头。广泛的实验验证我们的安全聚类协议可以有效地捍卫网络免受内部恶意或受损节点的攻击。
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由于独特的特征和约束,可信赖和可靠的数据传输是无线传感器网络(WSN)的一项艰巨任务。为了获取安全的数据传输并解决安全性和能源之间的冲突,在本文中,我们提出了一种基于进化游戏的安全聚类协议,具有模糊信任评估和WSN的离群检测。首先,提出了一种模糊的信任评估方法,以将传输证据转化为信任价值,同时有效地减轻了信任的不确定性。然后,提出了基于K-均值的离群检测方案,以进一步分析通过模糊信任评估或信任建议获得的大量信任值。它可以发现传感器节点之间的共同点和差异,同时提高异常检测的准确性。最后,我们提出了一种基于进化游戏的安全群集协议,以在选举群集头时进行安全保证和节能节能节省之间的权衡。失败的传感器节点可以通过隔离可疑节点来安全地选择自己的头部。仿真结果验证了我们的安全聚类协议可以有效地捍卫网络免受内部自私或折衷节点的攻击。相应地,及时的数据传输速率可以显着提高。
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5G边缘计算启用医学互联网(IOMT)是一项有效的技术,可提供分散的医疗服务,而设备到设备(D2D)通信是未来5G网络的有希望的范式。为了确保5G边缘计算中的安全可靠的通信和启用D2D的IOMT系统,本文介绍了一种智能的信任云管理方法。首先,提出了一种积极的培训机制来构建标准信任云。其次,可以通过推断和推荐来建立IOMT设备的个人信任云。第三,提出了一种信任分类方案来确定IOMT设备是否恶意。最后,提出了一种信任云更新机制,以使所提出的信任管理方法适应性和智能在开放的无线介质下。仿真结果表明,所提出的方法可以有效解决信任不确定性问题并提高恶意设备的检测准确性。
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新兴的六代(6G)是异质无线网络的集成,它们可以在任何地方和任何时间网络中无缝支持。但是,6G应提供高质量的信任,以满足移动用户的期望。人工智能(AI)被认为是6G中最重要的组成部分之一。然后,基于AI的信任管理是提供可信赖和可靠的服务的有希望的范式。在本文中,为6G无线网络提供了一种生成的对抗性学习信任管理方法。首先审查了一些基于AI的典型信任管理方案,然后引入了潜在的异质和智能6G架构。接下来,开发了AI和信任管理的集成以优化情报和安全性。最后,提出的基于AI的信任管理方法用于确保聚类以实现可靠和实时的通信。仿真结果表明了其在保证网络安全和服务质量方面的出色性能。
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互联网连接系统的指数增长产生了许多挑战,例如频谱短缺问题,需要有效的频谱共享(SS)解决方案。复杂和动态的SS系统可以接触不同的潜在安全性和隐私问题,需要保护机制是自适应,可靠和可扩展的。基于机器学习(ML)的方法经常提议解决这些问题。在本文中,我们对最近的基于ML的SS方法,最关键的安全问题和相应的防御机制提供了全面的调查。特别是,我们详细说明了用于提高SS通信系统的性能的最先进的方法,包括基于ML基于ML的基于的数据库辅助SS网络,ML基于基于的数据库辅助SS网络,包括基于ML的数据库辅助的SS网络,基于ML的LTE-U网络,基于ML的环境反向散射网络和其他基于ML的SS解决方案。我们还从物理层和基于ML算法的相应防御策略的安全问题,包括主要用户仿真(PUE)攻击,频谱感测数据伪造(SSDF)攻击,干扰攻击,窃听攻击和隐私问题。最后,还给出了对ML基于ML的开放挑战的广泛讨论。这种全面的审查旨在为探索新出现的ML的潜力提供越来越复杂的SS及其安全问题,提供基础和促进未来的研究。
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未来的互联网涉及几种新兴技术,例如5G和5G网络,车辆网络,无人机(UAV)网络和物联网(IOT)。此外,未来的互联网变得异质并分散了许多相关网络实体。每个实体可能需要做出本地决定,以在动态和不确定的网络环境下改善网络性能。最近使用标准学习算法,例如单药强化学习(RL)或深入强化学习(DRL),以使每个网络实体作为代理人通过与未知环境进行互动来自适应地学习最佳决策策略。但是,这种算法未能对网络实体之间的合作或竞争进行建模,而只是将其他实体视为可能导致非平稳性问题的环境的一部分。多机构增强学习(MARL)允许每个网络实体不仅观察环境,还可以观察其他实体的政策来学习其最佳政策。结果,MAL可以显着提高网络实体的学习效率,并且最近已用于解决新兴网络中的各种问题。在本文中,我们因此回顾了MAL在新兴网络中的应用。特别是,我们提供了MARL的教程,以及对MARL在下一代互联网中的应用进行全面调查。特别是,我们首先介绍单代机Agent RL和MARL。然后,我们回顾了MAL在未来互联网中解决新兴问题的许多应用程序。这些问题包括网络访问,传输电源控制,计算卸载,内容缓存,数据包路由,无人机网络的轨迹设计以及网络安全问题。
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近年来,物联网设备的数量越来越快,这导致了用于管理,存储,分析和从不同物联网设备的原始数据做出决定的具有挑战性的任务,尤其是对于延时敏感的应用程序。在车辆网络(VANET)环境中,由于常见的拓扑变化,车辆的动态性质使当前的开放研究发出更具挑战性,这可能导致车辆之间断开连接。为此,已经在5G基础设施上计算了云和雾化的背景下提出了许多研究工作。另一方面,有多种研究提案旨在延长车辆之间的连接时间。已经定义了车辆社交网络(VSN)以减少车辆之间的连接时间的负担。本调查纸首先提供了关于雾,云和相关范例,如5G和SDN的必要背景信息和定义。然后,它将读者介绍给车辆社交网络,不同的指标和VSN和在线社交网络之间的主要差异。最后,本调查调查了在展示不同架构的VANET背景下的相关工作,以解决雾计算中的不同问题。此外,它提供了不同方法的分类,并在雾和云的上下文中讨论所需的指标,并将其与车辆社交网络进行比较。与VSN和雾计算领域的新研究挑战和趋势一起讨论了相关相关工程的比较。
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动态复制是一种广泛的多拷贝路由方法,用于有效地应对移动机会主义网络中的间歇性连接。根据它,节点基于禁用后者的适合将消息传送到目的地的实用程序值,将消息副本转发到遇到的节点。该方法的普及源于其灵活性,在不需要特殊定制的情况下有效地在网络中有效地运行。尽管如此,其缺点是产生大量副本的趋势,这些副本消耗有限的资源,如能量和存储。为了解决问题,我们使观察到网络节点可以根据其实用程序值分组到描绘不同递送能力的集群中。我们利用此查找来转换基本转发策略,该策略是使用越来越多的效用的节点移动数据包,并实际上通过增加传递能力的集群来转发。新策略在Synernery中使用基本动态复制算法,可完全可配置,因此它可以与几乎任何实用程序功能一起使用。我们还扩展了我们的方法,同时使用两个实用程序功能,该功能在展示社会特征的移动网络中特别有效。通过在广泛的现实生活网络中进行实验,我们经验证明我们的方法在通过不同的连接特性下减少网络中的副本数量的整体数量,而没有同时阻碍输送效率。
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智能物联网环境(iiote)由可以协作执行半自动的IOT应用的异构装置,其示例包括高度自动化的制造单元或自主交互收获机器。能量效率是这种边缘环境中的关键,因为它们通常基于由无线和电池运行设备组成的基础设施,例如电子拖拉机,无人机,自动引导车辆(AGV)S和机器人。总能源消耗从多种技术技术汲取贡献,使得能够实现边缘计算和通信,分布式学习以及分布式分区和智能合同。本文提供了本技术的最先进的概述,并说明了它们的功能和性能,特别关注资源,延迟,隐私和能源消耗之间的权衡。最后,本文提供了一种在节能IIOTE和路线图中集成这些能力技术的愿景,以解决开放的研究挑战
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医学事物互联网(IOMT)允许使用传感器收集生理数据,然后将其传输到远程服务器,这使医生和卫生专业人员可以连续,永久地分析这些数据,并在早期阶段检测疾病。但是,使用无线通信传输数据将其暴露于网络攻击中,并且该数据的敏感和私人性质可能代表了攻击者的主要兴趣。在存储和计算能力有限的设备上使用传统的安全方法无效。另一方面,使用机器学习进行入侵检测可以对IOMT系统的要求提供适应性的安全响应。在这种情况下,对基于机器学习(ML)的入侵检测系统如何解决IOMT系统中的安全性和隐私问题的全面调查。为此,提供了IOMT的通用三层体系结构以及IOMT系统的安全要求。然后,出现了可能影响IOMT安全性的各种威胁,并确定基于ML的每个解决方案中使用的优势,缺点,方法和数据集。最后,讨论了在IOMT的每一层中应用ML的一些挑战和局限性,这些挑战和局限性可以用作未来的研究方向。
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安全的数字无线通信水下已成为一个关键问题,因为海上运营转向采用机器人资产的异质组合,并且随着数字系统的安全性在所有领域都受到挑战。同时,水下信号编码和物理层选项的增殖提供了更大的带宽和灵活性,但主要没有互操作性所需的标准。我们在这里解决了对安全的基本要求,即对资产身份的确认也称为身份验证。我们建议,实施,验证和验证基于第一个数字水下通信标准的身份验证协议。我们的计划主要适用于在海上石油和天然气设施周围运行的AUV,也适用于将来可能还具有声学调制解调器的其他水下设备。它使包括命令和控制在内的沟通更加安全,并为开发更复杂的安全机制提供了基础。
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通信系统是自主UAV系统设计的关键部分。它必须解决不同的考虑因素,包括UAV的效率,可靠性和移动性。此外,多UAV系统需要通信系统,以帮助在UAV的团队中提供信息共享,任务分配和协作。在本文中,我们审查了在考虑在电力线检查行业的应用程序时支持无人机团队的通信解决方案。我们提供候选无线通信技术的审查{用于支持UAV应用程序中的通信。综述了这些候选技术的性能测量和无人机相关的频道建模。提出了对构建UAV网状网络的当前技术的讨论。然后,我们分析机器人通信中间件,ROS和ROS2的结构,界面和性能。根据我们的审查,提出了通信系统中每层候选解决方案的特征和依赖性。
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In recent years, mobile devices are equipped with increasingly advanced sensing and computing capabilities. Coupled with advancements in Deep Learning (DL), this opens up countless possibilities for meaningful applications, e.g., for medical purposes and in vehicular networks. Traditional cloudbased Machine Learning (ML) approaches require the data to be centralized in a cloud server or data center. However, this results in critical issues related to unacceptable latency and communication inefficiency. To this end, Mobile Edge Computing (MEC) has been proposed to bring intelligence closer to the edge, where data is produced. However, conventional enabling technologies for ML at mobile edge networks still require personal data to be shared with external parties, e.g., edge servers. Recently, in light of increasingly stringent data privacy legislations and growing privacy concerns, the concept of Federated Learning (FL) has been introduced. In FL, end devices use their local data to train an ML model required by the server. The end devices then send the model updates rather than raw data to the server for aggregation. FL can serve as an enabling technology in mobile edge networks since it enables the collaborative training of an ML model and also enables DL for mobile edge network optimization. However, in a large-scale and complex mobile edge network, heterogeneous devices with varying constraints are involved. This raises challenges of communication costs, resource allocation, and privacy and security in the implementation of FL at scale. In this survey, we begin with an introduction to the background and fundamentals of FL. Then, we highlight the aforementioned challenges of FL implementation and review existing solutions. Furthermore, we present the applications of FL for mobile edge network optimization. Finally, we discuss the important challenges and future research directions in FL.
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随着数据生成越来越多地在没有连接连接的设备上进行,因此与机器学习(ML)相关的流量将在无线网络中无处不在。许多研究表明,传统的无线协议高效或不可持续以支持ML,这创造了对新的无线通信方法的需求。在这项调查中,我们对最先进的无线方法进行了详尽的审查,这些方法是专门设计用于支持分布式数据集的ML服务的。当前,文献中有两个明确的主题,模拟的无线计算和针对ML优化的数字无线电资源管理。这项调查对这些方法进行了全面的介绍,回顾了最重要的作品,突出了开放问题并讨论了应用程序方案。
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预计到2023年,物联网设备的数量将达到1,250亿。物联网设备的增长将加剧设备之间的碰撞,从而降低通信性能。选择适当的传输参数,例如通道和扩展因子(SF),可以有效地减少远程(LORA)设备之间的碰撞。但是,当前文献中提出的大多数方案在具有有限的计算复杂性和内存的物联网设备上都不容易实现。为了解决此问题,我们提出了一种轻巧的传输参数选择方案,即使用用于低功率大区域网络(Lorawan)的增强学习的联合通道和SF选择方案。在拟议的方案中,可以仅使用确认(ACK)信息来选择适当的传输参数。此外,我们从理论上分析了我们提出的方案的计算复杂性和记忆要求,该方案验证了我们所提出的方案可以选择具有极低计算复杂性和内存要求的传输参数。此外,在现实世界中的洛拉设备上实施了大量实验,以评估我们提出的计划的有效性。实验结果证明了以下主要现象。 (1)与其他轻型传输参数选择方案相比,我们在Lorawan中提出的方案可以有效避免Lora设备之间的碰撞,而与可用通道的变化无关。 (2)可以通过选择访问通道和使用SFS而不是仅选择访问渠道来提高帧成功率(FSR)。 (3)由于相邻通道之间存在干扰,因此可以通过增加相邻可用通道的间隔来改善FSR和公平性。
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减少能源消耗是低功率机型通信(MTC)网络中的一个紧迫问题。在这方面,旨在最大程度地减少机器型设备(MTD)无线电接口所消耗的能量的唤醒信号(WUS)技术是一种有前途的解决方案。但是,最新的WUS机制使用静态操作参数,因此它们无法有效地适应系统动力学。为了克服这一点,我们设计了一个简单但有效的神经网络,以预测MTC流量模式并相应地配置WU。我们提出的预测WUS(FWUS)利用了基于精确的长期记忆(LSTM) - 基于流量预测,该预测允许通过避免在闲置状态下的频繁页面监视场合来延长MTD的睡眠时间。仿真结果显示了我们方法的有效性。流量预测错误显示为4%以下,分别为错误警报和错过检测概率低于8.8%和1.3%。在减少能源消耗方面,FWUS的表现可以胜过高达32%的最佳基准机制。最后,我们证明了FWUS动态适应交通密度变化的能力,促进了低功率MTC可伸缩性
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Communication and computation are often viewed as separate tasks. This approach is very effective from the perspective of engineering as isolated optimizations can be performed. On the other hand, there are many cases where the main interest is a function of the local information at the devices instead of the local information itself. For such scenarios, information theoretical results show that harnessing the interference in a multiple-access channel for computation, i.e., over-the-air computation (OAC), can provide a significantly higher achievable computation rate than the one with the separation of communication and computation tasks. Besides, the gap between OAC and separation in terms of computation rate increases with more participating nodes. Given this motivation, in this study, we provide a comprehensive survey on practical OAC methods. After outlining fundamentals related to OAC, we discuss the available OAC schemes with their pros and cons. We then provide an overview of the enabling mechanisms and relevant metrics to achieve reliable computation in the wireless channel. Finally, we summarize the potential applications of OAC and point out some future directions.
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未来几年物联网设备计数的预期增加促使有效算法的开发,可以帮助其有效管理,同时保持功耗低。在本文中,我们提出了一种智能多通道资源分配算法,用于Loradrl的密集Lora网络,并提供详细的性能评估。我们的结果表明,所提出的算法不仅显着提高了Lorawan的分组传递比(PDR),而且还能够支持移动终端设备(EDS),同时确保较低的功耗,因此增加了网络的寿命和容量。}大多数之前作品侧重于提出改进网络容量的不同MAC协议,即Lorawan,传输前的延迟等。我们展示通过使用Loradrl,我们可以通过Aloha \ TextColor {Black}与Lorasim相比,我们可以实现相同的效率LORA-MAB在将复杂性从EDS移动到网关的同时,因此使EDS更简单和更便宜。此外,我们在大规模的频率干扰攻击下测试Loradrl的性能,并显示其对环境变化的适应性。我们表明,与基于学习的技术相比,Loradrl的输出改善了最先进的技术的性能,从而提高了PR的500多种\%。
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在多机器人系统中,任务对单个机器人的适当分配是非常重要的组成部分。集中式基础架构的可用性可以保证任务的最佳分配。但是,在许多重要的情况下,例如搜索和救援,探索,灾难管理,战场等,以分散的方式将动态任务直接分配给机器人。机器人之间的有效交流在任何这样的分散环境中都起着至关重要的作用。现有的关于分布式多机器人任务分配(MRTA)的作品假设网络可用或使用幼稚的通信范例。相反,在大多数情况下,网络基础架构是不稳定的或不可用的,并且临时网络是唯一的度假胜地。在同步传输(ST)的无线通信协议(ST)的最新发展显示,比在临时网络(例如无线传感器网络(WSN)/物联网(IOT)应用程序中的传统异步传输协议(IOT)应用程序中比传统的基于异步传输的协议更有效。当前的工作是将ST用于MRTA的第一项工作。具体而言,我们提出了一种有效调整基于ST的多对多交互的算法,并将信息交换最小化以达成任务分配的共识。我们通过广泛的基于基于模拟的研究在不同的环境下进行了基于模拟的延迟和能源效率来展示拟议算法的功效。
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随着智能设备的扩散和通信中的旋转,配电系统逐渐从被动,手动操作和不灵活的,到大规模互连的网络物理智能电网,以解决未来的能源挑战。然而,由于部署的大规模复杂性和资源限制,若干尖端技术的集成引入了几种安全和隐私漏洞。最近的研究趋势表明,虚假数据注入(FDI)攻击正成为整个智能电网范式内最恶毒的网络威胁之一。因此,本文介绍了对积极分配系统内的直接投资袭击事件的最近进展的全面调查,并提出了分类法,以对智能电网目标进行外商直接投资威胁。相关研究与攻击方法和对电力分配网络的影响形成鲜明对比和总结。最后,我们确定了一些研究差距并推荐了一些未来的研究方向,以指导和激励前瞻性研究人员。
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