1.一种用于异构网络中的资源分配方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤101：采用分离频谱与共享频谱共存的混合频谱分配，包括；

考虑一个OFDMA双层异构网络，其中，F个SC  BS分布在宏小区的覆盖范围内，表示SC BS的集合，相邻的几个SC BS组成一个簇，在实际场景中，位于同一建筑中的SC BS视为同一簇，对于某个簇中SC BS i所服务的小小区用户SC UE u，如果其接收到的来自SC BS i的信号强度与来自宏基站MBS的信号强度的比值小于一个设定的阈值I，则可以认为SC BS i与MBS互为干扰；若一个簇中超过一半的SC BSs都与MBS互为干扰，则定义此簇为 类簇，设定 表示此类簇的集合, 表示簇n中SC BS的集合， 表示SC BS i所服务的用户的集合；否则将此簇定为类簇，设定 表示此类簇的集合， 表示SC BS j所服务的用户的集合；设定系统带宽为B，并将其分成K个子信道，每个子信道的带宽为Δf，其中表示子信道的集合；设定 类簇与MBS分离频谱，则 类簇可用的子信道为而 类簇与MBS共享频谱，则 类簇可用的子信道为

步骤102：采用自适应分配法实现宏小区Macrocell与小小区Small cell间的频谱分配，包括：根据MBS和 类簇SC BSs各自的资源需求自适应地进行频谱分配，设定 和 分别表示分配给MBS和 类簇SC  BSs的子信道个数，其具体分配公式分别为：和 其中，Rm表示SC UE m为了满足自身通信性能必须满足的速率， 是簇n中所有SC BSs的总速率需求，其中Ri表示SC BS i的速率需求，为系统子信道总数，进行频谱分离分配后，MBS可利用 个子信道， 类簇可利用 个子信道， 类簇可利用整个频带，即可使用 个子信道；

步骤103：采用对偶分解法求解目标规划问题，包括：步骤101中 类簇资源分配问题是一个非凸的整数规划问题，为求解该规划函数，对该规划问题中约束条件C6进行松弛，把离散变量ai,u,k转换为连续的实变量，即ai,u,k∈[0,

1]，并利用拉格朗日对偶分解法求解该规划问题，则构建拉格朗日方程：其中， 为增益干扰比，F个SC BS分布在宏小区的覆盖范围内， 表示SC BS的集合， 表示子信道k上从SC BS i到SC UEu的信道增益， 表示在子信道k上从SC BS f到SC UE u的信道增益， 表示上SC BS f在子信道k上的发射功率， 表示在子信道k上从SC BS i到SC UE u的信道增益，σ2表示高斯白噪声； 表示在子信道k上由除簇d外的其他SC BS对用户u造成的最大干扰门限；Ru表示SC UE u为了维持自身的通信性能必须满足的速率；Pi,max表示SC BS i的最大发射功率；ai,u,k为分配指针，当子信道k被分配给SC BS i与用户u之间的链路时，ai,u,k＝1，否则ai,u,k＝0；

αk，βi,u，δi,u和εi,k分别是与约束条件C1，C2，C3和C5相对应的拉格朗日乘子；

首先将上述拉格朗日方程对 求解偏导 并对其进行变换，则得到如下关系式：

其中，[X]+＝max{0,X}，则该关系式为一个多级注水的功率分配形式，功率大小受同层信道增益 和增益干扰比 的影响，利用注水法求出每个子信道上的传输功率；

其次将 上述拉 格朗日 方程对 ai ,u ,k 求解偏 导 ，得 到如下 关系式 ：进而对SC BS 

i而言，当Yi,u,k最大时，将子信道k分配给SC UE u，即：同时，对上述拉格朗日乘子αk，βi,u，δi,u和εi,k采用次梯度法来更新，具体更新关系式如下：其中，由于 已给出子信道分配方法，则无需更新拉格朗日乘子εi,k； 和 表示第t次迭代的步长，其中，t∈(1,…,T)，T是最大迭代次数，且每次迭代步长应满足如下条件：步骤104：采用最优资源分配算法对每个簇内的小小区基站进行信道和功率分配；

步骤105：采用次优资源分配算法对每个簇内的小小区基站进行信道和功率分配。

2.根据权利要求1所述的一种用于异构网络中的资源分配方法，其特征在于，所述步骤

101采用分离频谱与共享频谱共存的混合频谱分配进一步包括：定义 类簇的簇n的信道分配问题为在满足干扰约束和用户服务质量QoS需求的条件下，最大化系统容量，进而根据香农公式，建模优化函数为：其中, 表示SC BS i所服务的用户的集合,每个子信道的带宽为Δf，表示第i个SC BS服务的第u个用户在子信道k上的信干噪比； 为 类簇SC BSs可使用的子信道数；在约束条件C1中， 表示SC BS f在子信道k上的发射功率， 表示在子信道k上从SC BS f到SC UE u的信道增益， 表示在子信道k上由除簇n外的其他SC BS对用户u造成的最大干扰门限，则约束条件C1表示不同簇间的同层干扰满足干扰门限要求；在约束条件C2中，Ru表示SC UE u为了维持自身的通信性能必须满足的速率，则约束条件C2表示需满足的最小速率需求；在约束条件C3中， 表示SC BS i在子信道k上的发射功率，Pi,max表示SC BS i的最大发射功率，即约束条件C3表示SC BS i在所有子信道上的传输功率之和不大于其最大发射功率；约束条件C4表示每个SC BS在每条子信道上的发射功率都是非负的；约束条件C5表示一条子信道仅能分配给一个用户；在约束条件C6中，ai,u,k为分配指针，当子信道k被分配给SC BS i与用户u之间的链路时，ai,u,k＝1，否则ai,u,k＝0。

3.根据权利要求1所述的一种用于异构网络中的资源分配方法，其特征在于，所述步骤

101采用分离频谱与共享频谱共存的混合频谱分配进一步包括：定义 类簇的簇d的信道分配问题为在满足干扰约束和用户QoS需求的条件下，最大化系统容量，进而根据香农公式，建模优化目标函数为：其中， 表示SC BS j所服务的用户的集合，每个子信道的带宽为Δf，表示第j个SC BS服务的第v个用户在子信道k上的信干噪比； 为 类簇SC BSs可使用的子信道数；在约束条件C1中， 表示在子信道k上从SC BS f到SC UE v的信道增益，表示在子信道k上由除簇d外的其他SC BS对用户v造成的最大干扰门限，则约束条件C1表示不同簇间的同层干扰满足干扰门限要求；在约束条件C2中，Rv表示SC UE v为了维持自身的通信性能必须满足的速率，则约束条件C2表示需满足的最小速率需求；在约束条件C3中， 表示SC BS j在子信道k上的发射功率，Pj,max表示SC BS j的最大发射功率，即约束条件C3表示SC BS j在所有子信道上的传输功率之和不大于其最大发射功率；约束条件C4表示每个SC BS在每条子信道上的发射功率都是非负的；约束条件C5表示一条子信道仅能分配给一个用户；在约束条件C6中，aj,v,k为分配指针，当子信道k被分配给SC BS j与用户v之间的链路时，aj,v,k＝1，否则aj,v,k＝0。

4.根据权利要求1所述的一种用于异构网络中的资源分配方法，其特征在于，所述步骤

103采用对偶分解法求解目标规划问题包括：对于所述步骤101中定义的D类簇规划问题，通过引入拉格朗日方程，并经过条件松弛和对偶分解之后，得到SC UE j服务的用户v在子信道k上被分配的最优功率为： 在 类簇的簇d中，对SC UE j而言，当Yj,v,k最大时，将子信道k分配给SC UE v，即： 其中 表示上SC BS i在子信道k

上的发射功率，αk，βi,u，和δi,u分别是与约束条件C1，C2，C3相对应的拉格朗日乘子，为增益干扰比， 表示子信道k上从SC BS i到SC UE u的信道增益， 表示在子信道k上从SC BS f到SC UE u的信道增益，σ2表示高斯白噪声。

5.根据权利要求1所述的一种用于异构网络中的资源分配方法，其特征在于，所述步骤

104采用最优资源分配算法对每个簇内的SC BS进行信道和功率分配包括：为实现所述步骤

103给出的子信道和功率联合分配的方案，以 类簇的簇n为代表，其具体实现步骤如下：步骤104A：初始化T、αk、βi,u、δi,u，t＝0步骤104B：迭代

for i＝1:Fn do

for u＝1:Ui do

1)根据式

2) 更新

3)根据式

计算Yi,u,k；

4)根据式

更新ai,u,k；

5)根据式

分别更新

end for

end for

end for

t＝t+1

直到算法收敛或者t＝T；

其中，F个SC BS分布在宏小区的覆盖范围内， 表示SC BS的集合，Fn表示簇n中SC BS的数目； 为 类簇SC BSs可使用的子信道数；Δf表示每个子信道的带宽；Ui表示SC BS i所服务的用户数目； 和 分别是与约束条件C1，C2，和C3相对应的拉格朗日乘子； 表示上SC BS i在子信道k上的发射功率； 表示上SC BS f在子信道k上的发射功率；当Yi,u,k最大时，将子信道k分配给SC UE u；ai,u,k为分配指针，当子信道k被分配给SC  BS  i与用户u之间的链路时，ai,u,k＝1，否则ai,u,k＝0；

为增益干扰比， 表示子信道k上从SC BS i到SC UE u的信道增益， 表示在子信道k上从SC BS f到SC UE u的信道增益，σ2表示高斯白噪声； 表示在子信道k上由除簇d外的其他SC BS对用户u造成的最大干扰门限；Pi,max表示SC BS i的最大发射功率。

6.根据权利要求1所述的一种用于异构网络中的资源分配方法，其特征在于，所述步骤

105采用次优资源分配算法对每个簇内的SC BS进行信道和功率分配包括：为实现所述步骤

103给出的子信道和功率联合分配的方案，以 类簇的簇n为代表，其具体实现步骤如下：步骤105A子信道分配

①在每个子信道上平均分配相同的功率

②for i＝1:Fn do

while Ui≠φ do

end if

Ui＝Ui-{u}；

end if

end while

end while

end for

步骤105B功率分配

①初始化T、αk、βi,u、δi,u，t＝0

②迭代

for i＝1:Fn do

根据式

更新

根据式

分别更新

end for

end for

t＝t+1

直到算法收敛或者t＝T；

其中，Fn表示簇n中SC BS的数目； 为 类簇SC BSs可使用的子信道数；Ui表示SC BS i所服务的用户数目； 表示上SC BS i在子信道k上的发射功率； 和 分别是与约束条件C1，C2，和C3相对应的拉格朗日乘子；Δf表示每个子信道的带宽； 表示在子信道k上由除簇d外的其他SC BS对用户u造成的最大干扰门限； 为增益干扰比， 表示子信道k上从SC BS i到SC UE u的信道增益， 表示在子信道k上从SC BS f到SC UE u的信道增益，σ2表示高斯白噪声； 表示上SC BS f在子信道k上的发射功率；ai,u,k为分配指针，当子信道k被分配给SC BS i与用户u之间的链路时，ai,u,k＝1，否则ai,u,k＝0； 表示第i个SC BS服务的第u个用户在子信道k上的信干噪比；Ru表示SC UE u为了维持自身的通信性能必须满足的速率；Pi,max表示SC BS i的最大发射功率。