[发明专利]一种基于两阶段用户选择的群智频谱监测方法

说明书

本发明公开了一种基于两阶段用户选择的群智频谱监测方法，针对传统无线电频谱监测方法建设成本高、覆盖范围有限的问题，引入群智感知激励机制来实现准确且低成本的频谱监测。该方法基于群智感知激励机制构建了系统模型，根据用户是否需要通过刻意移动来完成感知任务将用户选择过程分为两个阶段，以招募对平台有利的用户。该方法定义任务优先级和联合概率，建立了平台效用函数，在第一阶段，从总用户中选择一组非移动用户，在日常生活路线中顺便完成感知任务，在第二阶段，从剩余用户中选择一组移动用户，改变原始路线移动到特定区域来完成非移动用户未完成的感知任务，在感知预算有限情况下通过两个阶段选择获胜用户使任务完成数量最大化。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种基于两阶段用户选择的群智频谱监测方法。

背景技术

随着无线通信技术的快速发展，对无线电频谱资源的使用及管理提出了更高的要求。无线电频谱资源作为无线电通信中信息传输的载体，在当今信息化时代发挥着不可替代的作用。近年来，国家对于无线电频谱资源也越来越重视，无线电频谱作为国家战略性资源，由国家统一分配使用。生活中违规使用无线电频谱的现象时有发生，无线电频谱管理是解决不合规使用无线电频谱的有效方法。无线电频谱监测是无线电频谱管理的重要内容，它可以为无线电管理提供依据，从而更好的管理无线电频谱资源。通过分析监测数据，可以得知频谱的占用情况，然后科学规划、合理配置频谱资源，解决频谱资源拥挤，实现频谱资源的高效合理利用。

传统的无线电频谱监测方法是通过放置大型、昂贵的监测站来收集频谱监测数据，由于监测站部署位置稀疏，监测范围有限，要想得到精确的监测数据，需要密集的放置监测设备，这样频谱监测无疑会导致非常高的建设成本，因此想要通过传统频谱监测方法实现精确监测并不现实。当今社会随着智能终端的应用急速增长，采用移动群智感知激励用户参与感知任务，可以得到覆盖范围广泛的感知数据，降低传统无线电频谱监测成本。

群智感知是将众包和移动感知设备结合的数据获取模式，利用广泛存在的移动设备(如智能手机、可穿戴设备、平板电脑等)形成交互式、参与式的感知网络，通过感知平台将感知任务发布给网络中的参与者从而收集数据信息。群智感知收集到的感知数据具有多源异构、覆盖范围广泛、扩展性高等优点，受到国内外学术界和工业界的广泛关注，应用于多个领域，如对空气质量的监测、交通监测等。因为参与者完成感知任务需要消耗其移动设备的电池电量、计算资源和数据流量等通信资源，并且在感知过程中还需要付出其他代价，例如时间，所以没有适当的回报，参与者不愿意无偿参与感知活动。群智感知平台通过设计合理的激励机制补偿感知用户的代价，激励足够多的参与者积极加入感知活动，提高参与率，从而得到精确的感知数据。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于两阶段用户选择的群智频谱监测方法，感知平台通过非移动用户选择和移动用户选择两个过程，招募到合适的用户完成感知任务，解决传统无线电频谱监测方法经济成本高、覆盖范围有限的问题。

技术方案：本发明所述的基于两阶段用户选择的群智频谱监测方法，用于无线电频谱监测场景中，包括：

将感知区域分成n个子区域，设有m个参与感知的候选用户构成用户集合W，将感知平台发布的感知每个子区域无线信号强度的活动定义为感知任务，即有n个感知任务；

在日常生活中不需要改变路线即可完成感知任务的用户定义为非移动用户；需要改变日常生活路线移动到特定的感知区域来完成感知任务的用户定义为移动用户；

在感知时间内被选中的用户进入到相应的子区域即完成相应的感知任务；感知平台向提供感知结果的获胜用户支付一定报酬；

在总激励奖励不超出预算的条件下，通过非移动用户选择和移动用户选择两个阶段招募获胜用户使完成任务的数量最大化；

将第一、第二阶段完成任务集合合并得到总完成任务集合，总完成任务集合即总的被访问的子区域集合，通过获胜用户携带的智能终端设备得到被访问的子区域的无线信号强度，完成该子区域的频谱监测。