一種無線頻譜信道感知方法及系統與流程
2023-06-08 19:49:09
本發明涉及數據傳輸領域，特別是涉及一種無線頻譜信道感知方法及系統。
背景技術：
對較大地理範圍的無線頻譜資源進行感知，可以找到空閒的頻段，進行數據傳輸。現有技術中通常基於貪婪算法和線性規劃捨入法來將頻譜感知的任務分配給移動終端用戶。
基於貪婪算法的設計方法為：每次從所有的用戶中選擇一個報酬小於規定報酬的用戶，給這個用戶分配無線頻譜感知信道，使感知效果函數到達最大，當所有用戶全部選擇一遍，或者報酬條件不滿足，則分配任務結束。該方法沒有考慮用戶的能量消耗，認為所有用戶不論剩餘能量多少均能參與感知信道。算法中沒有給出明確的感知效果函數表達式，同時算法的優化效果不明顯。
基於線性規劃捨入法的設計方法為：將感知效果函數鬆弛為線性函數，採用已有的線性規劃方法求解線性函數的最優值，根據線性問題的最優解，採用捨入法求解感知效果的最優值。該方法同樣沒有考慮用戶的能量消耗，認為所有用戶不論剩餘能量多少均能參與感知信道，沒有給出明確的感知效果函數表達式。而且，在求解線性函數的過程中，採用的線性規划算法的複雜度比較高，優化效率比較低。
可見，現有技術中，基於貪婪算法的設計方法達到的感知效果與最優值的差距較大，基於線性規劃捨入法的設計方法的算法複雜度較高。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種無線頻譜信道感知方法及系統，具有感知效果好、算法複雜度低的特點。
為實現上述目的，本發明提供了如下方案：
一種無線頻譜信道感知方法，所述方法包括：
獲取待感知區域中各移動終端的剩餘電量；
根據各所述移動終端的剩餘電量，確定滿足感知無線信道條件的移動終端，記為感知移動終端；
根據感知效果公式確定在感知效果f最大時，各所述感知移動終端所需要感知的無線信道，其中，m為待感知區域的數量，n為待感知信道的數量，m為j區域內的子區域數量，yi為承擔感知信道i的任務的所述感知移動終端所佔的子區域的數量，wji為位於j區域內、用於感知信道i的所述感知移動終端的感知效果權值；
啟動所述感知移動終端對各自所需要感知的無線信道進行感知。
可選的，所述根據各所述移動終端的剩餘電量，確定滿足感知無線信道條件的移動終端，記為感知移動終端，具體包括：
判斷所述移動終端的剩餘電量是否大於設定閾值；
如果是，則將所述移動終端確定為所述感知移動終端。
可選的，所述方法還包括：所述移動終端每進行一次信道感知，重新對所述移動終端的剩餘電量進行一次獲取，並重新確定感知移動終端。
可選的，在所述根據感知效果公式，確定在感知效果f最大時，各所述感知移動終端所需要感知的無線信道之前，還包括：
獲取需要支付給各所述感知移動終端的報酬；
判斷所需支付的報酬總和是否小於設定值；
所述根據感知效果公式，確定在感知效果f最大時，各所述感知移動終端所需要感知的無線信道，具體包括：當所需支付的報酬總和小於設定值時，根據所述感知效果公式，確定在感知效果最大時，各所述感知移動終端所需要感知的無線信道；當所需支付的報酬總和大於等於所述設定值時，重新確定所述感知移動終端，直到所需支付的報酬總和小於所述設定值，之後，根據所述感知效果公式，確定在感知效果最大時，各所述感知移動終端所需要感知的無線信道。
可選的，所述根據感知效果公式確定在感知效果f最大時，需要各所述感知移動終端感知的無線信道，具體包括：
隨機產生多個感知矩陣，記為第一代感知矩陣，所述感知矩陣的每行表示一個所述感知移動終端，每列表示一個所述無線信道，所述感知矩陣中的元素xki＝1表示第k個感知移動終端感知第i個無線信道，元素xki＝0表示第k個感知移動終端沒有感知第i個無線信道，每個所述感知移動終端感知一個所述無線信道，且xki滿足其中，k(j)為j區域內移動終端的集合，n為待感知信道的數量，nj為j區域內的所述感知移動終端的數量；
根據所述感知效果公式計算各所述第一代感知矩陣的感知效果；
將感知效果最大的所述第一代感知矩陣記為第一代全局最優矩陣；
將所述第一代感知矩陣向所述第一代全局最優矩陣進行優化，得到優化後的矩陣，記為第二代感知矩陣；
根據所述第一代感知矩陣和所述第二代感知矩陣，執行感知矩陣優化循環體，得到第三代感知矩陣；
根據第n-1代感知矩陣和第n代感知矩陣，多次執行所述感知矩陣優化循環體，直到得到的第n+1代感知矩陣收斂至穩定狀態不再變化，得到代表各所述感知移動終端所需要感知的無線信道的感知矩陣，其中，n為大於1的整數；
所述感知矩陣優化循環體具體包括：
根據所述感知效果公式計算各所述第n代感知矩陣的感知效果；
將所述第n代感知矩陣的感知效果與所述第n代感知矩陣對應的第n-1代感知矩陣的感知效果進行比較，將感知效果大的感知矩陣記為局部最優矩陣；
將所述第n-1代感知矩陣和第n代感知矩陣中感知效果最大的感知矩陣記為全局最優矩陣；
以設定概率將所述第n代感知矩陣向所述局部最優矩陣和所述全局最優矩陣進行優化，得到第n+1代感知矩陣。
本發明還提供了一種無線頻譜信道感知系統，所述系統包括：
剩餘電量獲取單元，用於獲取待感知區域中各移動終端的剩餘電量；
感知移動終端確定單元，用於根據各所述移動終端的剩餘電量，確定滿足感知無線信道條件的移動終端，記為感知移動終端；
感知任務確定單元，用於根據感知效果公式確定在感知效果f最大時，各所述感知移動終端所需要感知的無線信道，其中，m為待感知區域的數量，n為待感知信道的數量，m為j區域內的子區域數量，yi為承擔感知信道i的任務的所述感知移動終端所佔的子區域的數量，wji為位於j區域內、用於感知信道i的所述感知移動終端的感知效果權值；
信道感知單元，用於啟動所述感知移動終端對各自所需要感知的無線信道進行感知。
可選的，所述感知移動終端確定單元，具體包括：
剩餘電量判斷子單元，用於判斷所述移動終端的剩餘電量是否大於設定閾值；
移動終端確定子單元，用於當所述移動終端的剩餘電量大於設定閾值時，將所述移動終端確定為所述感知移動終端。
可選的，所述剩餘電量獲取單元還用於在所述移動終端每進行一次信道感知後，重新對所述移動終端的剩餘電量進行一次獲取；感知移動終端確定單元還用於在所述剩餘電量獲取單元重新獲取所述移動終端的剩餘電量後，根據所述移動終端的剩餘電量重新確定感知移動終端。
可選的，所述系統還包括：
報酬獲取單元，用於獲取需要支付給各所述感知移動終端的報酬；
報酬總和判斷單元，用於判斷所需支付的報酬總和是否小於設定值；
感知移動終端重新確定單元，用於當所需支付的報酬總和是大於等於所述設定值時，重新確定所述感知移動終端，直到所需支付的報酬總和小於所述設定值；
感知任務確定單元還用於在所需支付的報酬總和小於設定值，或是，重新確定所述感知移動終端之後，根據所述感知效果公式，確定在感知效果最大時，各所述感知移動終端所需要感知的無線信道。
可選的，所述感知任務確定單元，具體包括：
感知矩陣生成子單元，用於隨機產生多個感知矩陣，記為第一代感知矩陣，所述感知矩陣的每行表示一個所述感知移動終端，每列表示一個所述無線信道，所述感知矩陣中的元素xki＝1表示第k個感知移動終端感知第i個無線信道，元素xki＝0表示第k個感知移動終端沒有感知第i個無線信道，每個所述感知移動終端感知一個所述無線信道，且xki滿足其中，k(j)為j區域內移動終端的集合，n為待感知信道的數量，nj為j區域內的所述感知移動終端的數量；
感知效果計算子單元，用於根據所述感知效果公式計算各所述第一代感知矩陣的感知效果；將感知效果最大的所述第一代感知矩陣記為第一代全局最優矩陣；
第二代感知矩陣確定子單元，用於將所述第一代感知矩陣向所述第一代全局最優矩陣進行優化，得到優化後的矩陣，記為第二代感知矩陣；
第三代感知矩陣確定子單元，用於根據所述第一代感知矩陣和所述第二代感知矩陣，執行感知矩陣優化循環體，得到第三代感知矩陣；
感知矩陣優化循環子單元，用於根據所述感知效果公式計算各所述第n代感知矩陣的感知效果；將所述第n代感知矩陣的感知效果與所述第n代感知矩陣對應的第n-1代感知矩陣的感知效果進行比較，將感知效果大的感知矩陣記為局部最優矩陣；將所述第n-1代感知矩陣和第n代感知矩陣中感知效果最大的感知矩陣記為全局最優矩陣；以設定概率將所述第n代感知矩陣向所述局部最優矩陣和所述全局最優矩陣進行優化，得到第n+1代感知矩陣；
感知矩陣確定子單元，用於根據第n-1代感知矩陣和第n代感知矩陣，多次執行所述感知矩陣優化循環體，直到得到的第n+1代感知矩陣收斂至穩定狀態不再變化，得到代表各所述感知移動終端所需要感知的無線信道的感知矩陣，其中，n為大於1的整數。
根據本發明提供的具體實施例，本發明公開了以下技術效果：本發明提供的無線頻譜信道感知方法及系統給出了感知效果計算公式，根據感知效果計算公式對各移動終端進行信道感知任務的分配，同時，對感知信道任務的分配進行了一系列的優化，使感知信道任務的分配更加的合理，進而，保障了信道感知的效果。而且，感知效果計算公式的複雜度低，使得本發明提供的無線頻譜信道感知方法及系統具有算法複雜度低的特點。此外，本發明考慮了移動終端的剩餘電量問題，進一步保障了無線頻譜信道感知方法及系統的感知效果。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明實施例無線頻譜信道感知方法的流程示意圖；
圖2為本發明實施例無線頻譜信道感知系統的結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
本發明的目的是提供一種無線頻譜信道感知方法及系統，具有感知效果好、算法複雜度低的特點。
為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。
圖1為本發明實施例無線頻譜信道感知方法的流程示意圖，如圖1所示，本發明提供的無線頻譜信道感知方法步驟具體如下：
步驟101：獲取待感知區域中各移動終端的剩餘電量；
步驟102：根據各所述移動終端的剩餘電量，確定滿足感知無線信道條件的移動終端，記為感知移動終端；
步驟103：根據感知效果公式確定在感知效果f最大時，各所述感知移動終端所需要感知的無線信道，其中，m為待感知區域的數量，n為待感知信道的數量，m為j區域內的子區域數量，yi為承擔感知信道i的任務的所述感知移動終端所佔的子區域的數量，wji為位於j區域內、用於感知信道i的所述感知移動終端的感知效果權值；
步驟104：啟動所述感知移動終端對各自所需要感知的無線信道進行感知。
優選的，所述移動終端每進行一次信道感知，重新對所述移動終端的剩餘電量進行一次獲取，並重新確定感知移動終端。
優選的，本發明提供的無線頻譜信道感知方法在所述根據感知效果公式，確定在感知效果f最大時，各所述感知移動終端所需要感知的無線信道之前，還包括：
獲取需要支付給各所述感知移動終端的報酬；
判斷所需支付的報酬總和是否小於設定值；
如果是，則根據所述感知效果公式，確定在感知效果最大時，各所述感知移動終端所需要感知的無線信道；
如果否，則重新確定所述感知移動終端，直到所需支付的報酬總和小於所述設定值，之後，根據所述感知效果公式，確定在感知效果最大時，各所述感知移動終端所需要感知的無線信道。
其中，步驟102具體包括：
判斷所述移動終端的剩餘電量是否大於設定閾值；
如果是，則將所述移動終端確定為所述感知移動終端。
步驟103具體包括：
隨機產生多個感知矩陣，記為第一代感知矩陣，所述感知矩陣的每行表示一個所述感知移動終端，每列表示一個所述無線信道，所述感知矩陣中的元素xki＝1表示第k個感知移動終端感知第i個無線信道，元素xki＝0表示第k個感知移動終端沒有感知第i個無線信道，每個所述感知移動終端感知一個所述無線信道，且xki滿足其中，k(j)為j區域內移動終端的集合，n為待感知信道的數量，nj為j區域內的所述感知移動終端的數量；
根據所述感知效果公式計算各所述第一代感知矩陣的感知效果；
將感知效果最大的所述第一代感知矩陣記為第一代全局最優矩陣；
將所述第一代感知矩陣向所述第一代全局最優矩陣進行優化，得到優化後的矩陣，記為第二代感知矩陣；比如，具有感知矩陣a1、a2、a3、a4、a5，其中，第一代最優矩陣是a3，a1、a2、a4、a5往第一代最優矩陣a3的方向優化，得到第二代的5個矩陣a1』、a2』、a3』、a4』、a5』。優化方式為：a1矩陣與a3對比，如果用戶選擇的感知信道和a3不同，則以概率p1保持當前的感知信道，以概率p3選擇a3中的感知信道(概率p1和p3預先設定值)，得到第二代矩陣a1』。比如a1矩陣中移動終端1感知信道1，a3矩陣中移動終端1感知信道2，那麼用戶1將從信道1和信道2中選一個進行感知，選信道1的概率是p1，選信道2的概率是p3，選擇完成後，生成的第二代矩陣a1』中。a2』、a4』、a5』也按照此種方法生成，a3』與a3保持一致。
根據所述第一代感知矩陣和所述第二代感知矩陣，執行感知矩陣優化循環體，得到第三代感知矩陣；
根據第n-1代感知矩陣和第n代感知矩陣，多次執行所述感知矩陣優化循環體，直到得到的第n+1代感知矩陣收斂至穩定狀態不再變化，得到代表各所述感知移動終端所需要感知的無線信道的感知矩陣，其中，n為大於1的整數；
所述感知矩陣優化循環體具體包括：
根據所述感知效果公式計算各所述第n代感知矩陣的感知效果；
將所述第n代感知矩陣的感知效果與所述第n代感知矩陣對應的第n-1代感知矩陣的感知效果進行比較，將感知效果大的感知矩陣記為局部最優矩陣；
將所述第n-1代感知矩陣和第n代感知矩陣中感知效果最大的感知矩陣記為全局最優矩陣；
以設定概率將所述第n代感知矩陣向所述局部最優矩陣和所述全局最優矩陣進行優化，得到第n+1代感知矩陣。比如已有兩代矩陣，第n-1代是a1、a2、a3、a4、a5，第n代是a1』、a2』、a3』、a4』、a5』。在向第n+1代矩陣的優化過程中，比較a1和a1』，根據感知效果公式，計算這2個矩陣的感知效果，感知效果大的矩陣記為局部最優矩陣，比如是a1。根據感知效果公式，計算第n-1代和第n代矩陣中全部矩陣的感知效果，感知效果大的矩陣記為全局最優矩陣，比如是a4』。a1』矩陣與局部最優矩陣a1、全局最優矩陣a4』對比，以概率p1保持a1』的感知信道，以概率p2選擇a1的感知信道，以概率p3選擇a4』中的感知信道(概率p1、p2和p3預先設定)，得到第三代矩陣a1」。比如，a1』矩陣中移動終端1感知信道1，a1矩陣中移動終端1感知信道2，a4』矩陣中移動終端1感知信道2，那麼用戶1將從信道1和信道2中選一個進行感知，選信道1的概率是p1，選信道2的概率是(p2+p3)，選擇完成後，生成的第n+1代矩陣a1」。a2」、a3」、a4」、a5」也按照此種方法生成。
作為本發明的又一實施例，由於感知無線信道的是移動終端用戶，用戶的能耗問題需要首先考慮，因此，設置歸一化的閾值th，當移動終端用戶的歸一化剩餘能量不低於該閾值時，才能感知信道。以k表示全部移動終端用戶的集合，對任意移動終端用戶k∈k，只有滿足剩餘電量ek≥th，才能感知信道。
移動終端用戶的地理位置，決定了移動終端用戶只能感知所在區域內的信道忙閒狀態。假設共有m個待感知區域，待感知總信道數為n，對任意一個區域j∈{1,2,…,m}，以k(j)表示該區域內移動終端用戶的集合，以nj表示該區域內的移動終端用戶總數，以xki取值為1表示移動終端用戶k∈k(j)感知信道i，取值為0表示未感知信道i，此因素可以表示為
感知信道過程中，需要向移動終端用戶付出報酬，此報酬必須控制在可接受的範圍之內。以cost表示能承受的最大報酬，ck表示向移動終端用戶k付出的報酬(此處指費用)，此因素可表示為
對任意一個待感知區域j∈{1,2,…,m}，受地形特點和空分特性影響，位於j區域不同位置的移動終端用戶，感知到的信道結果很可能不同。擬將j區域根據地形特點劃分為m個子區域，子區域中存在感知信道的移動終端用戶越多，感知效果越好，結果越準確。為描述該情況，構造增函數fj(yi)表示對j區域的感知效果，yi表示在yi個子區域內存在移動終端用戶承擔感知信道i的任務，yi∈{1,2,…,m}。以wji表示位於不同區域感知不同信道的移動終端用戶的權值這個權值是預先設置好的，因此，將感知任務分配給移動終端用戶的感知效果設置為
因此，將頻譜感知任務分配給移動終端用戶的問題，可描述為
s.t.ek≥th，k∈k
對於感知任務的分配，為實現最優的感知效果，本實施例採用了以下方法：
為移動終端分配感知任務的一個可行解，該可行解可用一個的矩陣x表示，其中x[a][b]＝1表示向移動用戶a分配了信道b進行感知，x[a][b]＝1表示移動用戶a沒有分配信道b進行感知。
初始化過程：隨機產生若干個感知任務分配的可行解，即產生若干個矩陣，具體如下：對任何一個移動終端，當剩餘能量滿足約束條件時，隨機分配一個本地信道進行感知。然後計算報酬是否滿足約束條件，如果滿足，初始化完成，如果不滿足，對報酬需求高的移動用戶不分配感知任務，以滿足報酬的約束條件。
優化過程：移動用戶每次感知信道，能量均會減少，因此，每次感知後，要計算移動用戶的剩餘能量是否滿足約束條件。如果不滿足，初始化時產生的矩陣中剩餘能量不滿足約束條件的移動用戶對應行的全部元素要置零。
每個矩陣完成上述變化後，根據公式計算局部最優矩陣和全局最優矩陣。對任意一個矩陣x，以t1表示變化後的矩陣，t2表示局部最優矩陣，t3表示全局最優矩陣，根據一定概率對上述3個矩陣合併，具體為：如果在這三個矩陣中，一個移動用戶分配了不同的信道進行感知，則該用戶根據預先設定的概率p1，p2，p3分配一個信道進行，從而得到合併後的矩陣中，作為矩陣x的下一代矩陣。通過矩陣的不斷進化，當矩陣收斂至穩定狀態不再變化，即得到對感知任務分配的矩陣，實現了對感知任務的分配。
具體的優化過程如下：以系統中存在2個待感知信道，2個區域，每個區域又可以分成3個子區域的時候，共有2個信道為例，實施方案如下：
初始化：隨機產生5個解(解的數目可根據需求設定)，每一個解的含義為：對系統中的每個用戶，隨機分配了一個信道進行感知。每個解可以用5行12列的矩陣來表示，矩陣的每行表示一個用戶，每列表示一個信道(有2個信道，6個子區域，所以列數為12)。如果給移動終端1分配了第一個子區域中的信道1感知，那麼矩陣中第一行第一列的元素為1，第一行的其他元素為0。隨機生成的解如果不滿足報酬的約束條件，則重新生成，直到滿足約束條件。初始化階段產生5個矩陣為a1、a2、a3、a4、a5。
優化過程：移動用戶每次感知信道，能量均會減少，因此，每次感知後，要計算移動用戶的剩餘能量是否滿足約束條件。如果某個用戶的能量不滿足約束條件，則不能繼續感知信道，將初始化時產生的矩陣中該用戶對應的那一行元素全部置零。
根據公式計算當前的5個矩陣對應的感知效果，感知效果最大的矩陣即為第一代最優矩陣，比如是a3。第一代的5個矩陣同時進行優化，往第一代最優矩陣a3的方向優化，得到第二代的5個矩陣a1』、a2』、a3』、a4』、a5』。優化方式為：a1矩陣與a3對比，如果用戶選擇的感知信道和a3不同，則以概率p1保持當前的感知信道，以概率p3選擇a3中的感知信道(概率p1和p3預先設定值)，得到第二代矩陣a1』。比如a1矩陣中移動終端1感知信道1，a3矩陣中移動終端1感知信道2，那麼用戶1將從信道1和信道2中選一個進行感知，選信道1的概率是p1，選信道2的概率是p3，選擇完成後，生成的第二代矩陣a1』中。a2』、a4』、a5』也按照此種方法生成，a3』與a3保持一致。
現在已經有兩代矩陣，第一代是a1、a2、a3、a4、a5，第二代是a1』、a2』、a3』、a4』、a5』。在向第三代矩陣的優化過程中，比較a1和a1對應的上一代矩陣a1』，根據公式1，計算這2個矩陣的感知效果，感知效果大的矩陣即局部最優矩陣，比如是a1。根據公式1，計算第二代矩陣和上一代矩陣的感知效果，感知效果大的矩陣記為全局最優矩陣，比如是a4』。a1』矩陣與a1、a4』對比，以概率p1保持a1』的感知信道，以概率p2選擇a1的感知信道，以概率p3選擇a4』中的感知信道(概率p1、p2和p3預先設定)，得到第三代矩陣a1」。比如a1』矩陣中移動終端1感知信道1，a1矩陣中移動終端1感知信道2，a4』矩陣中移動終端1感知信道2，那麼用戶1將從信道1和信道2中選一個進行感知，選信道1的概率是p1，選信道2的概率是(p2+p3)，選擇完成後，生成的第三代矩陣a1」。a2」、a3」、a4」、a5」也按照此種方法生成。
通過不斷優化，當矩陣穩定不再變化時，即完成對感知任務的分配。
上述方法中的概率p1為保持概率，概率p2為向局部最優矩陣優化的的概率，概率p3為向全局最優矩陣優化的的概率。
本發明提供的無線頻譜信道感知方法給出了感知效果計算公式，根據感知效果計算公式對各移動終端進行信道感知任務的分配，同時，對感知信道任務的分配進行了一系列的優化，使感知信道任務的分配更加的合理，進而，保障了信道感知的效果。而且，感知效果計算公式的複雜度低，使得本發明提供的無線頻譜信道感知方法具有算法複雜度低的特點。此外，本發明考慮了移動終端的剩餘電量問題，進一步保障了無線頻譜信道感知方法及系統的感知效果。
圖2為本發明實施例無線頻譜信道感知系統的結構示意圖，如圖2所示，本發明提供的無線頻譜信道感知系統包括：
剩餘電量獲取單元201，用於獲取待感知區域中各移動終端的剩餘電量；
感知移動終端確定單元202，用於根據各所述移動終端的剩餘電量，確定滿足感知無線信道條件的移動終端，記為感知移動終端；
感知任務確定單元203，用於根據感知效果公式確定在感知效果f最大時，各所述感知移動終端所需要感知的無線信道，其中，m為待感知區域的數量，n為待感知信道的數量，m為j區域內的子區域數量，yi為承擔感知信道i的任務的所述感知移動終端所佔的子區域的數量，wji為位於j區域內、用於感知信道i的所述感知移動終端的感知效果權值；
信道感知單元204，用於啟動所述感知移動終端對各自所需要感知的無線信道進行感知。
其中，所述感知移動終端確定單元202，具體包括：
剩餘電量判斷子單元，用於判斷所述移動終端的剩餘電量是否大於設定閾值；
移動終端確定子單元，用於當所述移動終端的剩餘電量大於設定閾值時，將所述移動終端確定為所述感知移動終端。
所述剩餘電量獲取單元還用於在所述移動終端每進行一次信道感知後，重新對所述移動終端的剩餘電量進行一次獲取；感知移動終端確定單元還用於在所述剩餘電量獲取單元重新獲取所述移動終端的剩餘電量後，根據所述移動終端的剩餘電量重新確定感知移動終端。
所述系統還包括：
報酬獲取單元，用於獲取需要支付給各所述感知移動終端的報酬；
報酬總和判斷單元，用於判斷所需支付的報酬總和是否小於設定值；
感知移動終端重新確定單元，用於當所需支付的報酬總和是大於等於所述設定值時，重新確定所述感知移動終端，直到所需支付的報酬總和小於所述設定值；
感知任務確定單元203還用於在所需支付的報酬總和小於設定值，或是，重新確定所述感知移動終端之後，根據所述感知效果公式，確定在感知效果最大時，各所述感知移動終端所需要感知的無線信道。
所述感知任務確定單元203，具體包括：
感知矩陣生成子單元，用於隨機產生多個感知矩陣，記為第一代感知矩陣，所述感知矩陣的每行表示一個所述感知移動終端，每列表示一個所述無線信道，所述感知矩陣中的元素xki＝1表示第k個感知移動終端感知第i個無線信道，元素xki＝0表示第k個感知移動終端沒有感知第i個無線信道，每個所述感知移動終端感知一個所述無線信道，且xki滿足其中，k(j)為j區域內移動終端的集合，n為待感知信道的數量，nj為j區域內的所述感知移動終端的數量；
感知效果計算子單元，用於根據所述感知效果公式計算各所述第一代感知矩陣的感知效果；將感知效果最大的所述第一代感知矩陣記為第一代全局最優矩陣；
第二代感知矩陣確定子單元，用於將所述第一代感知矩陣向所述第一代全局最優矩陣進行優化，得到優化後的矩陣，記為第二代感知矩陣；
第三代感知矩陣確定子單元，用於根據所述第一代感知矩陣和所述第二代感知矩陣，執行感知矩陣優化循環體，得到第三代感知矩陣；
感知矩陣優化循環子單元，用於根據所述感知效果公式計算各所述第n代感知矩陣的感知效果；將所述第n代感知矩陣的感知效果與所述第n代感知矩陣對應的第n-1代感知矩陣的感知效果進行比較，將感知效果大的感知矩陣記為局部最優矩陣；將所述第n-1代感知矩陣和第n代感知矩陣中感知效果最大的感知矩陣記為全局最優矩陣；以設定概率將所述第n代感知矩陣向所述局部最優矩陣和所述全局最優矩陣進行優化，得到第n+1代感知矩陣；
感知矩陣確定子單元，用於根據第n-1代感知矩陣和第n代感知矩陣，多次執行所述感知矩陣優化循環體，直到得到的第n+1代感知矩陣收斂至穩定狀態不再變化，得到代表各所述感知移動終端所需要感知的無線信道的感知矩陣，其中，n為大於1的整數。
本發明提供的無線頻譜信道感知系統給出了感知效果計算公式，根據感知效果計算公式對各移動終端進行信道感知任務的分配，同時，對感知信道任務的分配進行了一系列的優化，使感知信道任務的分配更加的合理，進而，保障了信道感知的效果。而且，感知效果計算公式的複雜度低，使得本發明提供的無線頻譜信道感知系統具有算法複雜度低的特點。此外，本發明考慮了移動終端的剩餘電量問題，進一步保障了無線頻譜信道感知方法及系統的感知效果。
本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對於實施例公開的系統而言，由於其與實施例公開的方法相對應，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法部分說明即可。
本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式及應用範圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。