一种无线频谱信道感知方法及系统与流程

本发明涉及数据传输领域，特别是涉及一种无线频谱信道感知方法及系统。

背景技术：

对较大地理范围的无线频谱资源进行感知，可以找到空闲的频段，进行数据传输。现有技术中通常基于贪婪算法和线性规划舍入法来将频谱感知的任务分配给移动终端用户。

基于贪婪算法的设计方法为：每次从所有的用户中选择一个报酬小于规定报酬的用户，给这个用户分配无线频谱感知信道，使感知效果函数到达最大，当所有用户全部选择一遍，或者报酬条件不满足，则分配任务结束。该方法没有考虑用户的能量消耗，认为所有用户不论剩余能量多少均能参与感知信道。算法中没有给出明确的感知效果函数表达式，同时算法的优化效果不明显。

基于线性规划舍入法的设计方法为：将感知效果函数松弛为线性函数，采用已有的线性规划方法求解线性函数的最优值，根据线性问题的最优解，采用舍入法求解感知效果的最优值。该方法同样没有考虑用户的能量消耗，认为所有用户不论剩余能量多少均能参与感知信道，没有给出明确的感知效果函数表达式。而且，在求解线性函数的过程中，采用的线性规划算法的复杂度比较高，优化效率比较低。

可见，现有技术中，基于贪婪算法的设计方法达到的感知效果与最优值的差距较大，基于线性规划舍入法的设计方法的算法复杂度较高。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种无线频谱信道感知方法及系统，具有感知效果好、算法复杂度低的特点。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种无线频谱信道感知方法，所述方法包括：

获取待感知区域中各移动终端的剩余电量；

根据各所述移动终端的剩余电量，确定满足感知无线信道条件的移动终端，记为感知移动终端；

根据感知效果公式确定在感知效果f最大时，各所述感知移动终端所需要感知的无线信道，其中，m为待感知区域的数量，n为待感知信道的数量，m为j区域内的子区域数量，yi为承担感知信道i的任务的所述感知移动终端所占的子区域的数量，wji为位于j区域内、用于感知信道i的所述感知移动终端的感知效果权值；

启动所述感知移动终端对各自所需要感知的无线信道进行感知。

可选的，所述根据各所述移动终端的剩余电量，确定满足感知无线信道条件的移动终端，记为感知移动终端，具体包括：

判断所述移动终端的剩余电量是否大于设定阈值；

如果是，则将所述移动终端确定为所述感知移动终端。

可选的，所述方法还包括：所述移动终端每进行一次信道感知，重新对所述移动终端的剩余电量进行一次获取，并重新确定感知移动终端。

可选的，在所述根据感知效果公式，确定在感知效果f最大时，各所述感知移动终端所需要感知的无线信道之前，还包括：

获取需要支付给各所述感知移动终端的报酬；

判断所需支付的报酬总和是否小于设定值；

所述根据感知效果公式，确定在感知效果f最大时，各所述感知移动终端所需要感知的无线信道，具体包括：当所需支付的报酬总和小于设定值时，根据所述感知效果公式，确定在感知效果最大时，各所述感知移动终端所需要感知的无线信道；当所需支付的报酬总和大于等于所述设定值时，重新确定所述感知移动终端，直到所需支付的报酬总和小于所述设定值，之后，根据所述感知效果公式，确定在感知效果最大时，各所述感知移动终端所需要感知的无线信道。

可选的，所述根据感知效果公式确定在感知效果f最大时，需要各所述感知移动终端感知的无线信道，具体包括：

随机产生多个感知矩阵，记为第一代感知矩阵，所述感知矩阵的每行表示一个所述感知移动终端，每列表示一个所述无线信道，所述感知矩阵中的元素xki＝1表示第k个感知移动终端感知第i个无线信道，元素xki＝0表示第k个感知移动终端没有感知第i个无线信道，每个所述感知移动终端感知一个所述无线信道，且xki满足其中，k(j)为j区域内移动终端的集合，n为待感知信道的数量，nj为j区域内的所述感知移动终端的数量；

根据所述感知效果公式计算各所述第一代感知矩阵的感知效果；

将感知效果最大的所述第一代感知矩阵记为第一代全局最优矩阵；

将所述第一代感知矩阵向所述第一代全局最优矩阵进行优化，得到优化后的矩阵，记为第二代感知矩阵；

根据所述第一代感知矩阵和所述第二代感知矩阵，执行感知矩阵优化循环体，得到第三代感知矩阵；

根据第n-1代感知矩阵和第n代感知矩阵，多次执行所述感知矩阵优化循环体，直到得到的第n+1代感知矩阵收敛至稳定状态不再变化，得到代表各所述感知移动终端所需要感知的无线信道的感知矩阵，其中，n为大于1的整数；

所述感知矩阵优化循环体具体包括：

根据所述感知效果公式计算各所述第n代感知矩阵的感知效果；

将所述第n代感知矩阵的感知效果与所述第n代感知矩阵对应的第n-1代感知矩阵的感知效果进行比较，将感知效果大的感知矩阵记为局部最优矩阵；

将所述第n-1代感知矩阵和第n代感知矩阵中感知效果最大的感知矩阵记为全局最优矩阵；

以设定概率将所述第n代感知矩阵向所述局部最优矩阵和所述全局最优矩阵进行优化，得到第n+1代感知矩阵。

本发明还提供了一种无线频谱信道感知系统，所述系统包括：

剩余电量获取单元，用于获取待感知区域中各移动终端的剩余电量；

感知移动终端确定单元，用于根据各所述移动终端的剩余电量，确定满足感知无线信道条件的移动终端，记为感知移动终端；

感知任务确定单元，用于根据感知效果公式确定在感知效果f最大时，各所述感知移动终端所需要感知的无线信道，其中，m为待感知区域的数量，n为待感知信道的数量，m为j区域内的子区域数量，yi为承担感知信道i的任务的所述感知移动终端所占的子区域的数量，wji为位于j区域内、用于感知信道i的所述感知移动终端的感知效果权值；

信道感知单元，用于启动所述感知移动终端对各自所需要感知的无线信道进行感知。

可选的，所述感知移动终端确定单元，具体包括：

剩余电量判断子单元，用于判断所述移动终端的剩余电量是否大于设定阈值；

移动终端确定子单元，用于当所述移动终端的剩余电量大于设定阈值时，将所述移动终端确定为所述感知移动终端。

可选的，所述剩余电量获取单元还用于在所述移动终端每进行一次信道感知后，重新对所述移动终端的剩余电量进行一次获取；感知移动终端确定单元还用于在所述剩余电量获取单元重新获取所述移动终端的剩余电量后，根据所述移动终端的剩余电量重新确定感知移动终端。

可选的，所述系统还包括：

报酬获取单元，用于获取需要支付给各所述感知移动终端的报酬；

报酬总和判断单元，用于判断所需支付的报酬总和是否小于设定值；

感知移动终端重新确定单元，用于当所需支付的报酬总和是大于等于所述设定值时，重新确定所述感知移动终端，直到所需支付的报酬总和小于所述设定值；

感知任务确定单元还用于在所需支付的报酬总和小于设定值，或是，重新确定所述感知移动终端之后，根据所述感知效果公式，确定在感知效果最大时，各所述感知移动终端所需要感知的无线信道。

可选的，所述感知任务确定单元，具体包括：

感知矩阵生成子单元，用于随机产生多个感知矩阵，记为第一代感知矩阵，所述感知矩阵的每行表示一个所述感知移动终端，每列表示一个所述无线信道，所述感知矩阵中的元素xki＝1表示第k个感知移动终端感知第i个无线信道，元素xki＝0表示第k个感知移动终端没有感知第i个无线信道，每个所述感知移动终端感知一个所述无线信道，且xki满足其中，k(j)为j区域内移动终端的集合，n为待感知信道的数量，nj为j区域内的所述感知移动终端的数量；

感知效果计算子单元，用于根据所述感知效果公式计算各所述第一代感知矩阵的感知效果；将感知效果最大的所述第一代感知矩阵记为第一代全局最优矩阵；

第二代感知矩阵确定子单元，用于将所述第一代感知矩阵向所述第一代全局最优矩阵进行优化，得到优化后的矩阵，记为第二代感知矩阵；

第三代感知矩阵确定子单元，用于根据所述第一代感知矩阵和所述第二代感知矩阵，执行感知矩阵优化循环体，得到第三代感知矩阵；

感知矩阵优化循环子单元，用于根据所述感知效果公式计算各所述第n代感知矩阵的感知效果；将所述第n代感知矩阵的感知效果与所述第n代感知矩阵对应的第n-1代感知矩阵的感知效果进行比较，将感知效果大的感知矩阵记为局部最优矩阵；将所述第n-1代感知矩阵和第n代感知矩阵中感知效果最大的感知矩阵记为全局最优矩阵；以设定概率将所述第n代感知矩阵向所述局部最优矩阵和所述全局最优矩阵进行优化，得到第n+1代感知矩阵；

感知矩阵确定子单元，用于根据第n-1代感知矩阵和第n代感知矩阵，多次执行所述感知矩阵优化循环体，直到得到的第n+1代感知矩阵收敛至稳定状态不再变化，得到代表各所述感知移动终端所需要感知的无线信道的感知矩阵，其中，n为大于1的整数。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的无线频谱信道感知方法及系统给出了感知效果计算公式，根据感知效果计算公式对各移动终端进行信道感知任务的分配，同时，对感知信道任务的分配进行了一系列的优化，使感知信道任务的分配更加的合理，进而，保障了信道感知的效果。而且，感知效果计算公式的复杂度低，使得本发明提供的无线频谱信道感知方法及系统具有算法复杂度低的特点。此外，本发明考虑了移动终端的剩余电量问题，进一步保障了无线频谱信道感知方法及系统的感知效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例无线频谱信道感知方法的流程示意图；

图2为本发明实施例无线频谱信道感知系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种无线频谱信道感知方法及系统，具有感知效果好、算法复杂度低的特点。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例无线频谱信道感知方法的流程示意图，如图1所示，本发明提供的无线频谱信道感知方法步骤具体如下：

步骤101：获取待感知区域中各移动终端的剩余电量；

步骤102：根据各所述移动终端的剩余电量，确定满足感知无线信道条件的移动终端，记为感知移动终端；

步骤103：根据感知效果公式确定在感知效果f最大时，各所述感知移动终端所需要感知的无线信道，其中，m为待感知区域的数量，n为待感知信道的数量，m为j区域内的子区域数量，yi为承担感知信道i的任务的所述感知移动终端所占的子区域的数量，wji为位于j区域内、用于感知信道i的所述感知移动终端的感知效果权值；

步骤104：启动所述感知移动终端对各自所需要感知的无线信道进行感知。

优选的，所述移动终端每进行一次信道感知，重新对所述移动终端的剩余电量进行一次获取，并重新确定感知移动终端。

优选的，本发明提供的无线频谱信道感知方法在所述根据感知效果公式，确定在感知效果f最大时，各所述感知移动终端所需要感知的无线信道之前，还包括：

获取需要支付给各所述感知移动终端的报酬；

判断所需支付的报酬总和是否小于设定值；

如果是，则根据所述感知效果公式，确定在感知效果最大时，各所述感知移动终端所需要感知的无线信道；

如果否，则重新确定所述感知移动终端，直到所需支付的报酬总和小于所述设定值，之后，根据所述感知效果公式，确定在感知效果最大时，各所述感知移动终端所需要感知的无线信道。

其中，步骤102具体包括：

判断所述移动终端的剩余电量是否大于设定阈值；

如果是，则将所述移动终端确定为所述感知移动终端。

步骤103具体包括：

随机产生多个感知矩阵，记为第一代感知矩阵，所述感知矩阵的每行表示一个所述感知移动终端，每列表示一个所述无线信道，所述感知矩阵中的元素xki＝1表示第k个感知移动终端感知第i个无线信道，元素xki＝0表示第k个感知移动终端没有感知第i个无线信道，每个所述感知移动终端感知一个所述无线信道，且xki满足其中，k(j)为j区域内移动终端的集合，n为待感知信道的数量，nj为j区域内的所述感知移动终端的数量；

根据所述感知效果公式计算各所述第一代感知矩阵的感知效果；

将感知效果最大的所述第一代感知矩阵记为第一代全局最优矩阵；

将所述第一代感知矩阵向所述第一代全局最优矩阵进行优化，得到优化后的矩阵，记为第二代感知矩阵；比如，具有感知矩阵a1、a2、a3、a4、a5，其中，第一代最优矩阵是a3，a1、a2、a4、a5往第一代最优矩阵a3的方向优化，得到第二代的5个矩阵a1’、a2’、a3’、a4’、a5’。优化方式为：a1矩阵与a3对比，如果用户选择的感知信道和a3不同，则以概率p1保持当前的感知信道，以概率p3选择a3中的感知信道(概率p1和p3预先设定值)，得到第二代矩阵a1’。比如a1矩阵中移动终端1感知信道1，a3矩阵中移动终端1感知信道2，那么用户1将从信道1和信道2中选一个进行感知，选信道1的概率是p1，选信道2的概率是p3，选择完成后，生成的第二代矩阵a1’中。a2’、a4’、a5’也按照此种方法生成，a3’与a3保持一致。

根据所述第一代感知矩阵和所述第二代感知矩阵，执行感知矩阵优化循环体，得到第三代感知矩阵；

根据第n-1代感知矩阵和第n代感知矩阵，多次执行所述感知矩阵优化循环体，直到得到的第n+1代感知矩阵收敛至稳定状态不再变化，得到代表各所述感知移动终端所需要感知的无线信道的感知矩阵，其中，n为大于1的整数；

所述感知矩阵优化循环体具体包括：

根据所述感知效果公式计算各所述第n代感知矩阵的感知效果；

将所述第n代感知矩阵的感知效果与所述第n代感知矩阵对应的第n-1代感知矩阵的感知效果进行比较，将感知效果大的感知矩阵记为局部最优矩阵；

将所述第n-1代感知矩阵和第n代感知矩阵中感知效果最大的感知矩阵记为全局最优矩阵；

以设定概率将所述第n代感知矩阵向所述局部最优矩阵和所述全局最优矩阵进行优化，得到第n+1代感知矩阵。比如已有两代矩阵，第n-1代是a1、a2、a3、a4、a5，第n代是a1’、a2’、a3’、a4’、a5’。在向第n+1代矩阵的优化过程中，比较a1和a1’，根据感知效果公式，计算这2个矩阵的感知效果，感知效果大的矩阵记为局部最优矩阵，比如是a1。根据感知效果公式，计算第n-1代和第n代矩阵中全部矩阵的感知效果，感知效果大的矩阵记为全局最优矩阵，比如是a4’。a1’矩阵与局部最优矩阵a1、全局最优矩阵a4’对比，以概率p1保持a1’的感知信道，以概率p2选择a1的感知信道，以概率p3选择a4’中的感知信道(概率p1、p2和p3预先设定)，得到第三代矩阵a1”。比如，a1’矩阵中移动终端1感知信道1，a1矩阵中移动终端1感知信道2，a4’矩阵中移动终端1感知信道2，那么用户1将从信道1和信道2中选一个进行感知，选信道1的概率是p1，选信道2的概率是(p2+p3)，选择完成后，生成的第n+1代矩阵a1”。a2”、a3”、a4”、a5”也按照此种方法生成。

作为本发明的又一实施例，由于感知无线信道的是移动终端用户，用户的能耗问题需要首先考虑，因此，设置归一化的阈值th，当移动终端用户的归一化剩余能量不低于该阈值时，才能感知信道。以k表示全部移动终端用户的集合，对任意移动终端用户k∈k，只有满足剩余电量ek≥th，才能感知信道。

移动终端用户的地理位置，决定了移动终端用户只能感知所在区域内的信道忙闲状态。假设共有m个待感知区域，待感知总信道数为n，对任意一个区域j∈{1,2,…,m}，以k(j)表示该区域内移动终端用户的集合，以nj表示该区域内的移动终端用户总数，以xki取值为1表示移动终端用户k∈k(j)感知信道i，取值为0表示未感知信道i，此因素可以表示为

感知信道过程中，需要向移动终端用户付出报酬，此报酬必须控制在可接受的范围之内。以cost表示能承受的最大报酬，ck表示向移动终端用户k付出的报酬(此处指费用)，此因素可表示为

对任意一个待感知区域j∈{1,2,…,m}，受地形特点和空分特性影响，位于j区域不同位置的移动终端用户，感知到的信道结果很可能不同。拟将j区域根据地形特点划分为m个子区域，子区域中存在感知信道的移动终端用户越多，感知效果越好，结果越准确。为描述该情况，构造增函数fj(yi)表示对j区域的感知效果，yi表示在yi个子区域内存在移动终端用户承担感知信道i的任务，yi∈{1,2,…,m}。以wji表示位于不同区域感知不同信道的移动终端用户的权值这个权值是预先设置好的，因此，将感知任务分配给移动终端用户的感知效果设置为

因此，将频谱感知任务分配给移动终端用户的问题，可描述为

s.t.ek≥th，k∈k

对于感知任务的分配，为实现最优的感知效果，本实施例采用了以下方法：

为移动终端分配感知任务的一个可行解，该可行解可用一个的矩阵x表示，其中x[a][b]＝1表示向移动用户a分配了信道b进行感知，x[a][b]＝1表示移动用户a没有分配信道b进行感知。

初始化过程：随机产生若干个感知任务分配的可行解，即产生若干个矩阵，具体如下：对任何一个移动终端，当剩余能量满足约束条件时，随机分配一个本地信道进行感知。然后计算报酬是否满足约束条件，如果满足，初始化完成，如果不满足，对报酬需求高的移动用户不分配感知任务，以满足报酬的约束条件。

优化过程：移动用户每次感知信道，能量均会减少，因此，每次感知后，要计算移动用户的剩余能量是否满足约束条件。如果不满足，初始化时产生的矩阵中剩余能量不满足约束条件的移动用户对应行的全部元素要置零。

每个矩阵完成上述变化后，根据公式计算局部最优矩阵和全局最优矩阵。对任意一个矩阵x，以t1表示变化后的矩阵，t2表示局部最优矩阵，t3表示全局最优矩阵，根据一定概率对上述3个矩阵合并，具体为：如果在这三个矩阵中，一个移动用户分配了不同的信道进行感知，则该用户根据预先设定的概率p1，p2，p3分配一个信道进行，从而得到合并后的矩阵中，作为矩阵x的下一代矩阵。通过矩阵的不断进化，当矩阵收敛至稳定状态不再变化，即得到对感知任务分配的矩阵，实现了对感知任务的分配。

具体的优化过程如下：以系统中存在2个待感知信道，2个区域，每个区域又可以分成3个子区域的时候，共有2个信道为例，实施方案如下：

初始化：随机产生5个解(解的数目可根据需求设定)，每一个解的含义为：对系统中的每个用户，随机分配了一个信道进行感知。每个解可以用5行12列的矩阵来表示，矩阵的每行表示一个用户，每列表示一个信道(有2个信道，6个子区域，所以列数为12)。如果给移动终端1分配了第一个子区域中的信道1感知，那么矩阵中第一行第一列的元素为1，第一行的其他元素为0。随机生成的解如果不满足报酬的约束条件，则重新生成，直到满足约束条件。初始化阶段产生5个矩阵为a1、a2、a3、a4、a5。

优化过程：移动用户每次感知信道，能量均会减少，因此，每次感知后，要计算移动用户的剩余能量是否满足约束条件。如果某个用户的能量不满足约束条件，则不能继续感知信道，将初始化时产生的矩阵中该用户对应的那一行元素全部置零。

根据公式计算当前的5个矩阵对应的感知效果，感知效果最大的矩阵即为第一代最优矩阵，比如是a3。第一代的5个矩阵同时进行优化，往第一代最优矩阵a3的方向优化，得到第二代的5个矩阵a1’、a2’、a3’、a4’、a5’。优化方式为：a1矩阵与a3对比，如果用户选择的感知信道和a3不同，则以概率p1保持当前的感知信道，以概率p3选择a3中的感知信道(概率p1和p3预先设定值)，得到第二代矩阵a1’。比如a1矩阵中移动终端1感知信道1，a3矩阵中移动终端1感知信道2，那么用户1将从信道1和信道2中选一个进行感知，选信道1的概率是p1，选信道2的概率是p3，选择完成后，生成的第二代矩阵a1’中。a2’、a4’、a5’也按照此种方法生成，a3’与a3保持一致。

现在已经有两代矩阵，第一代是a1、a2、a3、a4、a5，第二代是a1’、a2’、a3’、a4’、a5’。在向第三代矩阵的优化过程中，比较a1和a1对应的上一代矩阵a1’，根据公式1，计算这2个矩阵的感知效果，感知效果大的矩阵即局部最优矩阵，比如是a1。根据公式1，计算第二代矩阵和上一代矩阵的感知效果，感知效果大的矩阵记为全局最优矩阵，比如是a4’。a1’矩阵与a1、a4’对比，以概率p1保持a1’的感知信道，以概率p2选择a1的感知信道，以概率p3选择a4’中的感知信道(概率p1、p2和p3预先设定)，得到第三代矩阵a1”。比如a1’矩阵中移动终端1感知信道1，a1矩阵中移动终端1感知信道2，a4’矩阵中移动终端1感知信道2，那么用户1将从信道1和信道2中选一个进行感知，选信道1的概率是p1，选信道2的概率是(p2+p3)，选择完成后，生成的第三代矩阵a1”。a2”、a3”、a4”、a5”也按照此种方法生成。

通过不断优化，当矩阵稳定不再变化时，即完成对感知任务的分配。

上述方法中的概率p1为保持概率，概率p2为向局部最优矩阵优化的的概率，概率p3为向全局最优矩阵优化的的概率。

本发明提供的无线频谱信道感知方法给出了感知效果计算公式，根据感知效果计算公式对各移动终端进行信道感知任务的分配，同时，对感知信道任务的分配进行了一系列的优化，使感知信道任务的分配更加的合理，进而，保障了信道感知的效果。而且，感知效果计算公式的复杂度低，使得本发明提供的无线频谱信道感知方法具有算法复杂度低的特点。此外，本发明考虑了移动终端的剩余电量问题，进一步保障了无线频谱信道感知方法及系统的感知效果。

图2为本发明实施例无线频谱信道感知系统的结构示意图，如图2所示，本发明提供的无线频谱信道感知系统包括：

剩余电量获取单元201，用于获取待感知区域中各移动终端的剩余电量；

感知移动终端确定单元202，用于根据各所述移动终端的剩余电量，确定满足感知无线信道条件的移动终端，记为感知移动终端；

感知任务确定单元203，用于根据感知效果公式确定在感知效果f最大时，各所述感知移动终端所需要感知的无线信道，其中，m为待感知区域的数量，n为待感知信道的数量，m为j区域内的子区域数量，yi为承担感知信道i的任务的所述感知移动终端所占的子区域的数量，wji为位于j区域内、用于感知信道i的所述感知移动终端的感知效果权值；

信道感知单元204，用于启动所述感知移动终端对各自所需要感知的无线信道进行感知。

其中，所述感知移动终端确定单元202，具体包括：

剩余电量判断子单元，用于判断所述移动终端的剩余电量是否大于设定阈值；

移动终端确定子单元，用于当所述移动终端的剩余电量大于设定阈值时，将所述移动终端确定为所述感知移动终端。

所述剩余电量获取单元还用于在所述移动终端每进行一次信道感知后，重新对所述移动终端的剩余电量进行一次获取；感知移动终端确定单元还用于在所述剩余电量获取单元重新获取所述移动终端的剩余电量后，根据所述移动终端的剩余电量重新确定感知移动终端。

所述系统还包括：

报酬获取单元，用于获取需要支付给各所述感知移动终端的报酬；

报酬总和判断单元，用于判断所需支付的报酬总和是否小于设定值；

感知移动终端重新确定单元，用于当所需支付的报酬总和是大于等于所述设定值时，重新确定所述感知移动终端，直到所需支付的报酬总和小于所述设定值；

感知任务确定单元203还用于在所需支付的报酬总和小于设定值，或是，重新确定所述感知移动终端之后，根据所述感知效果公式，确定在感知效果最大时，各所述感知移动终端所需要感知的无线信道。

所述感知任务确定单元203，具体包括：

感知矩阵生成子单元，用于随机产生多个感知矩阵，记为第一代感知矩阵，所述感知矩阵的每行表示一个所述感知移动终端，每列表示一个所述无线信道，所述感知矩阵中的元素xki＝1表示第k个感知移动终端感知第i个无线信道，元素xki＝0表示第k个感知移动终端没有感知第i个无线信道，每个所述感知移动终端感知一个所述无线信道，且xki满足其中，k(j)为j区域内移动终端的集合，n为待感知信道的数量，nj为j区域内的所述感知移动终端的数量；

感知效果计算子单元，用于根据所述感知效果公式计算各所述第一代感知矩阵的感知效果；将感知效果最大的所述第一代感知矩阵记为第一代全局最优矩阵；

第二代感知矩阵确定子单元，用于将所述第一代感知矩阵向所述第一代全局最优矩阵进行优化，得到优化后的矩阵，记为第二代感知矩阵；

第三代感知矩阵确定子单元，用于根据所述第一代感知矩阵和所述第二代感知矩阵，执行感知矩阵优化循环体，得到第三代感知矩阵；

感知矩阵优化循环子单元，用于根据所述感知效果公式计算各所述第n代感知矩阵的感知效果；将所述第n代感知矩阵的感知效果与所述第n代感知矩阵对应的第n-1代感知矩阵的感知效果进行比较，将感知效果大的感知矩阵记为局部最优矩阵；将所述第n-1代感知矩阵和第n代感知矩阵中感知效果最大的感知矩阵记为全局最优矩阵；以设定概率将所述第n代感知矩阵向所述局部最优矩阵和所述全局最优矩阵进行优化，得到第n+1代感知矩阵；

感知矩阵确定子单元，用于根据第n-1代感知矩阵和第n代感知矩阵，多次执行所述感知矩阵优化循环体，直到得到的第n+1代感知矩阵收敛至稳定状态不再变化，得到代表各所述感知移动终端所需要感知的无线信道的感知矩阵，其中，n为大于1的整数。

本发明提供的无线频谱信道感知系统给出了感知效果计算公式，根据感知效果计算公式对各移动终端进行信道感知任务的分配，同时，对感知信道任务的分配进行了一系列的优化，使感知信道任务的分配更加的合理，进而，保障了信道感知的效果。而且，感知效果计算公式的复杂度低，使得本发明提供的无线频谱信道感知系统具有算法复杂度低的特点。此外，本发明考虑了移动终端的剩余电量问题，进一步保障了无线频谱信道感知方法及系统的感知效果。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。