CN109451569A - 一种无线携能异构网络中的资源分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无线携能异构网络中的资源分配方法，能够最大限度地减少能量消耗，使能量效率最大化。所述方法包括：根据***收集到的总能量，结合跨层干扰约束条件，确定最大化***总能量效率的优化模型；确定子信道分配矩阵；根据确定的子信道分配矩阵，基于拉格朗日对偶分解方法，将优化模型转换为关于功率的具有KKT条件的标准优化问题，采用次梯度法更新拉格朗日乘子，得到功率分配矩阵；根据得到的子信道分配矩阵和功率分配矩阵计算***总能量效率，若与前一次更新计算的***总能量效率之间的差值在预设的误差范围内，则当前得到的功率分配矩阵为最优功率分配方案。本发明涉及无线通信领域。

Description

一种无线携能异构网络中的资源分配方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别是指一种无线携能异构网络中的资源分配方法。

背景技术

无线通信技术在近几十年里飞快的发展前进着，现在5G时代已经来临。5G技术是一种具有更强适应力的更智能化的全新的无线通信技术，相比于4G，5G在速率、能量效率、资源利用率、覆盖范围以及服务质量等方面有着很大程度的提升，能够满足不同的业务需求并且适应各种网络环境。随着5G网络的到来，移动通信设备的大规模普及，人们在服务质量包括传输容量和数据速率方面的需求也在快速的增加。当前大量研究着眼于部署大量各种类型的基站节点来提高通信网络的频谱效率以及覆盖范围。作为5G及以上的关键技术之一，非正交多址(NOMA)可以获得更高的频谱效率。并且异构网络已经被提出来满足5G及以后的移动数据服务的巨大需求。异构小型蜂窝网络极大地缓解了用户数据需求呈指数级增长的压力。异构网络可以通过在宏基站覆盖范围中部署小型基站(BS)等低功率传输节点，有效地提高无线通信网络的性能。

然而，随着基站的密集部署，异构网络也面临着诸多挑战，例如越来越突出的能耗问题和严重的干扰。在无线异构网络中，能量资源在以飞快的速度被消耗着，其中基站的能量消耗更为严重，大约占***总能耗的60％到80％左右，并且能量消耗每年都在增加，造成了运营成本的增加。能耗问题目前已经迫在眉睫了，能量资源也需要得到合理的分配和利用。为保证覆盖范围和增强信号，异构网络融合了多种不同类型的网络，显著提升了通信***的频谱效率。而这也为异构网络带来了巨大的挑战，各个基站间的跨层干扰会降低网络的有效性，使得服务质量大打折扣。因此，在对异构网络进行资源分配时，对干扰进行限制是很有必要的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种无线携能异构网络中的资源分配方法，能够最大限度地减少能量消耗，使能量效率最大化。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种无线携能异构网络中的资源分配方法，包括：

S101，获取***通过能量获取模块收集的总能量；

S102，根据***收集到的总能量，结合跨层干扰约束条件，确定最大化***总能量效率的优化模型；

S103，根据各个基站用户以及信道间的增益，得到使得同信道上能量效率最大的多个用户，并确定基站用户和信道之间的匹配关系，根据该匹配关系确定子信道分配矩阵，其中，所述基站为小基站；

S104，根据确定的子信道分配矩阵，基于拉格朗日对偶分解方法，将优化模型转换为关于功率的具有KKT条件的标准优化问题，采用次梯度法更新拉格朗日乘子，得到功率分配矩阵；

S105，根据得到的子信道分配矩阵和功率分配矩阵计算***总能量效率，若与前一次更新计算的***总能量效率之间的差值在预设的误差范围内，则当前得到的功率分配矩阵为最优功率分配方案。

进一步地，***收集到的总能量表示为：

其中，H(S,P)表示***收集到的总能量；S表示子信道分配矩阵；P表示功率分配矩阵；M_k表示第k个基站的用户终端数；N表示子信道的数目，K表示基站的数目；s_k,m,n为S中的元素，s_k,m,n表示基站k的用户m与子信道n的连接情况；p_k,m,n为P中的元素，p_k,m,n表示子信道n上基站k的用户m的传输功率；h_k,j,m,n为子信道n上基站k的用户m到基站j的信道增益；λ_j,n为子信道n上基站j的能量获取模块的能量收集系数。

进一步地，所述根据***收集到的总能量，结合跨层干扰约束条件，确定最大化***总能量效率的优化模型包括：

确定子信道n上基站k的用户m的速率r_k,m,n；

根据***收集到的总能量，确定***总功耗U(S,P)；

根据得到的子信道n上基站k的用户m的速率r_k,m,n以及***总功耗U(S,P)，确定***总能量效率EE(S,P)；

结合跨层干扰约束条件，对***总能量效率EE(S,P)进行建模，最大化***总能量效率的优化模型。

进一步地，子信道n上基站k的用户m的速率r_k,m,n表示为：

r_k,m,n＝B_sclog₂(1+SINR_k,m,n)

其中，B_sc表示每个子信道的带宽；SINR_k,m,n表示子信道n上基站k的用户m的信号干扰加噪声比；h_k,k,m,n表示子信道n上基站k的用户m到基站k的信道增益；s_k,r,n为S中的元素，s_k,r,n表示基站k的用户r与子信道n的连接情况；p_k,r,n为P中的元素，p_k,r,n表示子信道n上基站k的用户r的传输功率；为子信道n上基站j的总功率；s_j,r,n为S中的元素，s_j,r,n表示基站j的用户r与子信道n的连接情况；p_j,r,n为P中的元素，p_j,r,n表示子信道n上基站j的用户r的传输功率；σ²表示加性高斯白噪声；

***总功耗U(S,P)表示为：

进一步地，***总能量效率EE(S,P)表示为：

其中，为***总速率；为***总功率。

进一步地，所述优化模型表示为：

其中，表示利用子信道n上基站k的用户m的速率的下限得到的***总速率；U(S,P)表示***总功耗；t为用于降低计算复杂度引入的能效参数；

所述优化模型的限定条件χ表示为：

其中，P_k,max表示基站k的最大发射功率；R_k,min表示基站k的最小传输速率；I_max表示最大跨层干扰约束值；h_k,K+1,n表示从基站k到宏基站在子信道n上的增益，其中宏基站是第K+1个基站。

进一步地，子信道n上基站k的用户m的速率的下限表示为：

其中，α、β为计算速率下限引入的参数；表示在上一次迭代中得到的子信道n上基站k的用户m的信号干扰加噪声比的值。

进一步地，所述根据各个基站用户以及信道间的增益，得到使得同信道上能量效率最大的多个用户，并确定基站用户和信道之间的匹配关系，根据该匹配关系确定子信道分配矩阵包括：

将各个基站用户以及信道间的增益带入基站k子信道n上的能量效率公式进行计算，获取能够使得基站k子信道n上能量效率最大的两个用户；其中，基站k子信道n上的能量效率公式EE_k,n表示为：

根据获取的能够使得基站k子信道n上能量效率最大的两个用户，确定基站k子信道n上用户匹配关系；

根据确定的基站k子信道n上用户匹配关系，确定子信道分配矩阵。

进一步地，所述根据确定的子信道分配矩阵，基于拉格朗日对偶分解方法，将优化模型转换为关于功率的具有KKT条件的标准优化问题，采用次梯度法更新拉格朗日乘子，得到功率分配矩阵包括：

根据确定的子信道分配矩阵，由步长δ₁更新拉格朗日算子μ_k，并通过类比法求得拉格朗日算子ν_k和ξ的更新公式，拉格朗日算子的更新公式为：

其中，为根据拉格朗日算子，确定的子信道n上基站k的用户m的功率；为使用计算得到的速率；δ₁，δ₂和δ₃表示步长；R_k,max表示基站k的最大传输速率；i表示第i次迭代；

根据拉格朗日算子μ_k、ν_k、ξ，确定子信道n上基站k的用户m的功率得到功率分配矩阵。

进一步地，表示为：

其中，为根据拉格朗日算子，确定的子信道n上基站k的用户r的功率；为根据拉格朗日算子，确定的子信道n上基站j的用户t的功率；h_j,k,t,n表示子信道n上基站j的用户t到基站k的信道增益；h_j,j,t,n表示子信道n上基站j的用户t到基站j的信道增益；是为了使分母更简便的简写形式；为功率用表示时的信号干扰加噪声比。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，根据能量获取模块收集的总能量，结合跨层干扰约束条件，确定最大化***总能量效率的优化模型；在子信道分配矩阵确定的情况下，以能效最大化为原则，采用拉格朗日对偶分解方法，将最大能效的优化模型转换为关于功率的具有KKT条件的标准优化问题，采用次梯度法更新拉格朗日乘子，确定用户终端的功率最优分配方案，从而最大限度地减少能量消耗、提高能量效率以及移动虚拟运营商的经济效益。

附图说明

图1为本发明实施例提供的无线携能异构网络中的资源分配方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

如图1所示，本发明实施例提供的无线携能异构网络中的资源分配方法，包括：

S101，获取***通过能量获取模块收集的总能量；

S102，根据***收集到的总能量，结合跨层干扰约束条件，确定最大化***总能量效率的优化模型；

S103，根据各个基站用户以及信道间的增益，得到使得同信道上能量效率最大的多个用户，并确定基站用户和信道之间的匹配关系，根据该匹配关系确定子信道分配矩阵，其中，所述基站为小基站；

S104，根据确定的子信道分配矩阵，基于拉格朗日对偶分解方法，将优化模型转换为关于功率的具有KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件的标准优化问题，采用次梯度法更新拉格朗日乘子，得到功率分配矩阵；

S105，根据得到的子信道分配矩阵和功率分配矩阵计算***总能量效率，若与前一次更新计算的***总能量效率之间的差值在预设的误差范围内，则当前得到的功率分配矩阵为最优功率分配方案。

本发明实施例所述的无线携能异构网络中的资源分配方法，根据能量获取模块收集的总能量，结合跨层干扰约束条件，确定最大化***总能量效率的优化模型；在子信道分配矩阵确定的情况下，以能效最大化为原则，采用拉格朗日对偶分解方法，将最大能效的优化模型转换为关于功率的具有KKT条件的标准优化问题，采用次梯度法更新拉格朗日乘子，确定用户终端的功率最优分配方案，从而最大限度地减少能量消耗、提高能量效率以及移动虚拟运营商的经济效益。

本实施例中的无线携能通信(Simultaneous Wireless Information and PowerTransfer，SWIPT)是一种新型的无线通信类型，能够从无线电波中收集能量。因此，无线携能通信可以同时传输无线信息和能量，在传输无线电信号的同时通过能量获取模块采集能量，为无线设备提供能量，增加***的待机时间，大大降低了网络的能耗，实现无线通信***节能环保的目标，将SWIPT应用于通信***可以有效降低***能源成本。

为了更好地理解本实施提供的无线携能异构网络中的资源分配方法，对其进行详细说明，所述方法具体可以包括以下步骤：

A11，初始化参数

本实施例中，以一个宏基站(MBS)为中心，宏基站范围内对小基站(SBS)和用户进行随机撒点，假设，6个小基站(简称基站)和70个用户终端在以宏基站为中心的区域内分布，并初始化基站以及用户终端的参数，所述参数包括但不限于：子信道n上基站k的用户m的传输功率p_k,m,n、第k个基站的用户终端数M_k、***带宽BW、N个子信道、每个子信道的带宽B_sc、子信道n上基站k的用户m到基站j的信道增益h_k,j,m,n、同时初始化子信道分配矩阵S和功率分配矩阵P。

本实施例中，子信道分配矩阵S中的元素可以用子信道分配指数s_k,m,n表示，s_k,m,n表示基站k的用户m与子信道n的连接情况，在具体应用中，当基站k的用户m分配到子信道n上时，s_k,m,n＝1；基站k的用户m未分配到子信道n上时，s_k,m,n＝0。

本实施例中，功率分配矩阵P的元素可以用p_k,m,n表示，p_k,m,n表示子信道n上基站k的用户m的传输功率。

A12，获取***通过能量获取模块收集的总能量

本实施例中，***收集到的总能量表示为：

其中，H(S,P)表示***收集到的总能量；S表示子信道分配矩阵；P表示功率分配矩阵；M_k表示第k个基站的用户终端数；N表示子信道的数目，K表示基站的数目；s_k,m,n为S中的元素，s_k,m,n表示基站k的用户m与子信道n的连接情况；p_k,m,n为P中的元素，p_k,m,n表示子信道n上基站k的用户m的传输功率；h_k,j,m,n为子信道n上基站k的用户m到基站j的信道增益；λ_j,n为子信道n上基站j的能量获取模块的能量收集系数，λ_j,n为0到1之间的常数；表示子信道n上基站k的用户m从其他基站的无线电信号中收集到的能量。

A13，确定子信道n上基站k的用户m的速率

本实施例中，子信道n上基站k的用户m的速率r_k,m,n是一个与信号干扰加噪声比(Signal to Interference plus Noise Ratio，SINR)有关的对数函数，其中，r_k,m,n表示为：

r_k,m,n＝B_sclog₂(1+SINR_k,m,n)

其中，B_sc表示每个子信道的带宽；SINR_k,m,n表示子信道n上基站k的用户m的信号干扰加噪声比；h_k,k,m,n表示子信道n上基站k的用户m到基站k的信道增益；s_k,r,n为S中的元素，s_k,r,n表示基站k的用户r与子信道n的连接情况；p_k,r,n为P中的元素，p_k,r,n表示子信道n上基站k的用户r的传输功率；为子信道n上基站j的总功率；s_j,r,n为S中的元素，s_j,r,n表示基站j的用户r与子信道n的连接情况；p_j,r,n为P中的元素，p_j,r,n表示子信道n上基站j的用户r的传输功率；σ²表示加性高斯白噪声。

A14，确定***总能量效率

本实施例中，为了确定***总能量效率，先根据***收集到的总能量，确定***总功耗U(S,P)，其中，U(S,P)表示为：

然后，根据得到的子信道n上基站k的用户m的速率r_k,m,n以及***总功耗U(S,P)，确定***总能量效率EE(S,P)，EE(S,P)表示为：

其中，为***总速率，为***总功率，相比于收集的能量，小基站的电路功率很小，因此总功率减去收集的能量为总功耗。

A15，确定子信道n上基站k的用户m的速率的下限

本实施例中，采用不等式(α_k,m,nlog₂(SINR_k,m,n)+β_k,m,n≤log₂(1+SINR_k,m,n))的思想，确定子信道n上基站k的用户m的速率的下限其中，表示为：

其中，α、β为计算速率下限引入的参数；表示在上一次迭代中得到的子信道n上基站k的用户m的信号干扰加噪声比的值。

本实施例中，当α_k,m,n、β_k,m,n为上述式子时，对于任意的SINR_k,m,n≥0，不等式α_{k,m, n}log₂(SINR_k,m,n)+β_k,m,n≤log₂(1+SINR_k,m,n)成立。

A16，对***总能量效率EE(S,P)进行建模，最大化***总能量效率的优化模型

本实施例中，根据子信道n上基站k的用户m的速率的下限结合跨层干扰约束条件，对***总能量效率EE(S,P)进行建模，最大化***总能量效率的优化模型，其中，所述优化模型表示为：

其中，表示利用子信道n上基站k的用户m的速率的下限得到的***总速率；U(S,P)表示***总功耗；t为用于降低计算复杂度引入的能效参数，定义S^*和P^*分别为最优子信道分配矩阵和最优功率分配矩阵，为最优分配方案下得到的***总速率，U(S^*,P^*)为最优分配方案下得到的***总功耗，t^*为最优分配方案下得到的能效参数t的值即***最大能量效率；参数t可以根据迭代算法确定，首先初始化参数t，在该值下解决上述优化问题，得到本次迭代下的子信道分配矩阵和功率分配矩阵，从而计算出本次迭代下的能量效率值，即t的值，带入到下次迭代中，即每次迭代目标函数中t的值为上一次迭代计算的能效值。直至本次迭代计算的能量效率值与前一次迭代得到的能量效率值之间的误差小于设定的误差范围，即能量效率值达到收敛。

本实施例中，所述优化模型的限定条件表示为：

其中，P_k,max表示基站k的最大发射功率；R_k,min表示基站k的最小传输速率；I_max表示最大跨层干扰约束值；h_k,K+1,n表示从基站k到宏基站在子信道n上的增益，其中宏基站是第K+1个基站；第一个和第二个限定条件为功率约束，第三个和第四个限定条件保证最多两个用户分配在同一个子信道上，第五个限定条件通过速率约束保证服务质量，第六个限定条件为跨层干扰约束。

A17，根据各个基站用户以及信道间的增益，得到使得同信道上能量效率最大的多个用户，并确定基站用户和信道之间的匹配关系，根据该匹配关系确定子信道分配矩阵

本实施例中，将各个基站用户以及信道间的增益带入基站k子信道n上的能量效率公式进行计算，获取能够使得基站k子信道n上能量效率最大的两个用户；其中，基站k子信道n上的能量效率公式EE_k,n表示为：

根据获取的能够使得基站k子信道n上能量效率最大的两个用户，确定基站k子信道n上用户匹配关系；

根据确定的基站k子信道n上用户匹配关系，确定子信道分配矩阵。

A18，固定步骤A17得到的子信道分配矩阵，基于拉格朗日对偶分解方法，将优化模型转换为关于功率的具有KKT条件的标准优化问题，采用次梯度法更新拉格朗日乘子

本实施例中，固定步骤A17得到的子信道分配矩阵，由步长δ₁更新拉格朗日算子μ_k，并通过类比法可相似地求得拉格朗日算子ν_k和ξ的更新公式,拉格朗日算子的更新公式为：

其中，为根据拉格朗日算子，确定的子信道n上基站k的用户m的功率；为使用计算得到的速率；μ_k(i+1)表示关联于限定条件的第i+1次迭代时的拉格朗日算子；δ₁，δ₂和δ₃表示步长；i表示迭代次数，每次迭代拉格朗日算子更新一次。

A19，根据拉格朗日算子μ_k、ν_k、ξ，确定子信道n上基站k的用户m的功率从而更新功率分配矩阵，其中，表示为：

其中，为根据拉格朗日算子，确定的子信道n上基站k的用户r的功率；为根据拉格朗日算子，确定的子信道n上基站j的用户t的功率；h_j,k,t,n表示子信道n上基站j的用户t到基站k的信道增益；h_j,j,t,n表示子信道n上基站j的用户t到基站j的信道增益；是为了使分母更简便的简写形式；为功率用表示时的信号干扰加噪声比。

本实施例中，随着迭代次数i的累加，***能量效率会逐渐趋向于一个定值，从而实现对功率分配的优化。

A20，由步骤A17得到的子信道分配矩阵和A19更新后得到的功率分配矩阵，计算此时***能量效率EE(S,P)，更新步骤A16中引入的参数t。

A21，由步骤A20更新后得到参数t即此时***的能量效率与前一次更新得到的***的能量效率进行比较，若更新后计算得到的***总能量效率与前一次更新计算的能量效率之间的差值在预设的误差范围内，则当前得到的功率为最优功率分配方案；否则，继续执行步骤A18，直至重新计算得到的***总能量效率与前一次更新计算的能量效率之间的差值在预设的误差范围内(也就是趋于定值)，此时，达到最佳优化；若达到最大迭代次数后，依然没有达到最佳优化，则返回执行步骤A17。将求得的最优子信道和功率分配，带入***能量效率进行计算，得到***最大的能量效率值。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无线携能异构网络中的资源分配方法，其特征在于，包括：

S101，获取***通过能量获取模块收集的总能量；

S102，根据***收集到的总能量，结合跨层干扰约束条件，确定最大化***总能量效率的优化模型；

S103，根据各个基站用户以及信道间的增益，得到使得同信道上能量效率最大的多个用户，并确定基站用户和信道之间的匹配关系，根据该匹配关系确定子信道分配矩阵，其中，所述基站为小基站；

S104，根据确定的子信道分配矩阵，基于拉格朗日对偶分解方法，将优化模型转换为关于功率的具有KKT条件的标准优化问题，采用次梯度法更新拉格朗日乘子，得到功率分配矩阵；

S105，根据得到的子信道分配矩阵和功率分配矩阵计算***总能量效率，若与前一次更新计算的***总能量效率之间的差值在预设的误差范围内，则当前得到的功率分配矩阵为最优功率分配方案。

2.根据权利要求1所述的无线携能异构网络中的资源分配方法，其特征在于，***收集到的总能量表示为：

其中，H(S,P)表示***收集到的总能量；S表示子信道分配矩阵；P表示功率分配矩阵；M_k表示第k个基站的用户终端数；N表示子信道的数目，K表示基站的数目；s_k,m,n为S中的元素，s_k,m,n表示基站k的用户m与子信道n的连接情况；p_k,m,n为P中的元素，p_k,m,n表示子信道n上基站k的用户m的传输功率；h_k,j,m,n为子信道n上基站k的用户m到基站j的信道增益；λ_j,n为子信道n上基站j的能量获取模块的能量收集系数。

3.根据权利要求2所述的无线携能异构网络中的资源分配方法，其特征在于，所述根据***收集到的总能量，结合跨层干扰约束条件，确定最大化***总能量效率的优化模型包括：

确定子信道n上基站k的用户m的速率r_k,m,n；

根据***收集到的总能量，确定***总功耗U(S,P)；

根据得到的子信道n上基站k的用户m的速率r_k,m,n以及***总功耗U(S,P)，确定***总能量效率EE(S,P)；

结合跨层干扰约束条件，对***总能量效率EE(S,P)进行建模，最大化***总能量效率的优化模型。

4.根据权利要求3所述的无线携能异构网络中的资源分配方法，其特征在于，子信道n上基站k的用户m的速率r_k,m,n表示为：

r_k,m,n＝B_sclog₂(1+SINR_k,m,n)

其中，B_sc表示每个子信道的带宽；SINR_k,m,n表示子信道n上基站k的用户m的信号干扰加噪声比；h_k,k,m,n表示子信道n上基站k的用户m到基站k的信道增益；s_k,r,n为S中的元素，s_k,r,n表示基站k的用户r与子信道n的连接情况；p_k,r,n为P中的元素，p_k,r,n表示子信道n上基站k的用户r的传输功率；为子信道n上基站j的总功率；s_j,r,n为S中的元素，s_j,r,n表示基站j的用户r与子信道n的连接情况；p_j,r,n为P中的元素，p_j,r,n表示子信道n上基站j的用户r的传输功率；σ²表示加性高斯白噪声；

***总功耗U(S,P)表示为：

5.根据权利要求4所述的无线携能异构网络中的资源分配方法，其特征在于，***总能量效率EE(S,P)表示为：

其中，为***总速率；为***总功率。

6.根据权利要求5所述的无线携能异构网络中的资源分配方法，其特征在于，所述优化模型表示为：

其中，表示利用子信道n上基站k的用户m的速率的下限得到的***总速率；U(S,P)表示***总功耗；t为用于降低计算复杂度引入的能效参数；

所述优化模型的限定条件χ表示为：

其中，P_k,max表示基站k的最大发射功率；R_k,min表示基站k的最小传输速率；I_max表示最大跨层干扰约束值；h_k,K+1,n表示从基站k到宏基站在子信道n上的增益，其中宏基站是第K+1个基站。

7.根据权利要求6所述的无线携能异构网络中的资源分配方法，其特征在于，子信道n上基站k的用户m的速率的下限表示为：

其中，α、β为计算速率下限引入的参数；表示在上一次迭代中得到的子信道n上基站k的用户m的信号干扰加噪声比的值。

8.根据权利要求7所述的无线携能异构网络中的资源分配方法，其特征在于，所述根据各个基站用户以及信道间的增益，得到使得同信道上能量效率最大的多个用户，并确定基站用户和信道之间的匹配关系，根据该匹配关系确定子信道分配矩阵包括：

将各个基站用户以及信道间的增益带入基站k子信道n上的能量效率公式进行计算，获取能够使得基站k子信道n上能量效率最大的两个用户；其中，基站k子信道n上的能量效率公式EE_k,n表示为：

根据获取的能够使得基站k子信道n上能量效率最大的两个用户，确定基站k子信道n上用户匹配关系；

根据确定的基站k子信道n上用户匹配关系，确定子信道分配矩阵。

9.根据权利要求8所述的无线携能异构网络中的资源分配方法，其特征在于，所述根据确定的子信道分配矩阵，基于拉格朗日对偶分解方法，将优化模型转换为关于功率的具有KKT条件的标准优化问题，采用次梯度法更新拉格朗日乘子，得到功率分配矩阵包括：

根据确定的子信道分配矩阵，由步长δ₁更新拉格朗日算子μ_k，并通过类比法求得拉格朗日算子ν_k和ξ的更新公式，拉格朗日算子的更新公式为：

其中，为根据拉格朗日算子，确定的子信道n上基站k的用户m的功率；为使用计算得到的速率；δ₁，δ₂和δ₃表示步长；R_k,max表示基站k的最大传输速率；i表示第i次迭代；

根据拉格朗日算子μ_k、ν_k、ξ，确定子信道n上基站k的用户m的功率得到功率分配矩阵。

10.根据权利要求9所述的无线携能异构网络中的资源分配方法，其特征在于，表示为：

其中，为根据拉格朗日算子，确定的子信道n上基站k的用户r的功率；为根据拉格朗日算子，确定的子信道n上基站j的用户t的功率；h_j,k,t,n表示子信道n上基站j的用户t到基站k的信道增益；h_j,j,t,n表示子信道n上基站j的用户t到基站j的信道增益；是为了使分母更简便的简写形式；为功率用表示时的信号干扰加噪声比。