1.一种基于能耗优化的M2M通信联合成簇及资源分配方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：S1：建模簇头选择变量；

S2：建模机器间(Machine-to-Machine,M2M)设备与簇头关联变量；

S3：建模M2M设备总能耗；

S4：建模簇内通信模式总能耗；

S5：建模蜂窝通信模式总能耗；

S6：建模M2M设备成簇及资源分配需求限制条件；

S7：基于M2M设备总能耗最小化确定联合成簇及资源分配策略。

2.根据权利要求1所述的基于能耗优化的M2M通信联合成簇及资源分配方法，其特征在于：在步骤S1中，所述建模簇头选择变量包括：令网络内具有接入请求的M2M设备数为M，1≤j≤M，记αj∈{0,1}表示簇头选择变量，若αj＝1，表示将M2M设备j选择为簇头，记为CHj，反之，αj＝0。

3.根据权利要求2所述的基于能耗优化的M2M通信联合成簇及资源分配方法，其特征在于：在步骤S2中，所述建模M2M设备与簇头关联变量包括：令δi,j∈{0,1}表示M2M设备i与簇头CHj的关联变量，若δi,j＝1，表示M2M设备i与簇头CHj建立关联，反之，δi,j＝0。

4.根据权利要求3所述的基于能耗优化的M2M通信联合成簇及资源分配方法，其特征在于：在步骤S3中，所述M2M设备总能耗为：ETotal＝ECH+ECM+Eb

其中，ECH表示网络中簇头向基站传输数据时对应的总能耗，ECM表示网络中M2M设备向关联簇头传输数据时对应的簇内通信模式总能耗，Eb表示网络中M2M设备向基站传输数据时对应的蜂窝通信模式总能耗。

5.根据权利要求4所述的基于能耗优化的M2M通信联合成簇及资源分配方法，其特征在于：所述网络中簇头向基站传输数据时对应的总能耗 具体包括：根据公式计算簇头CHj向基站传输数据时对应的能耗，其中， 表示簇头CHj的发送功率，表示簇头CHj向基站传输数据的发送时长；根据公式 建模 其中， 表示簇头CHj向基站传输的数据量， 表示簇头CHj向基站传输数据时对应的传输数据速率；根据公式建模 其中B为基站的可用带宽， 表示簇头CHj与基站之间的链路信道增益，N0表示噪声功率谱密度。

6.根据权利要求4所述的基于能耗优化的M2M通信联合成簇及资源分配方法，其特征在于：在步骤S4中，所述建模簇内通信模式总能耗ECM为： 具体包括：根据公式 计算M2M设备i向关联簇头CHj传输数据时对应的能耗，其中， 表示簇内通信模式下M2M设备i向关联簇头CHj传输数据时的发送功率， 表示M2M设备i向关联簇头CHj传输数据的发送时长；根据公式 建模 其中，Si表示M2M设备i向关联簇头CHj传输的数据量， 表示M2M设备i向关联簇头CHj传输数据时对应的传输数据速率；根据公式 建模 其中， 表示簇头CHj进行簇内通信时的可用带宽，表示M2M设备i与簇头CHj之间的链路信道增益，N0表示噪声功率谱密度。

7.根据权利要求4所述的基于能耗优化的M2M通信联合成簇及资源分配方法，其特征在于：在步骤S5中，所述建模蜂窝通信模式总能耗Eb为： 具体包括：根据公式 计算蜂窝通信模式下M2M设备i向基站传输数据时对应的能耗，其中， 表示M2M设备i向基站传输数据时的发送功率，表示M2M设备i向基站传输数据的发送时长；根据公式 建模 其中，Si表示M2M设备i向基站传输的数据量， 表示M2M设备i向基站传输数据时对应的传输数据速率；根据公式 建模 其中， 表示M2M设备i与基站之间的链路信道增益，B为基站的可用带宽，N0表示噪声功率谱密度。

8.根据权利要求3所述的基于能耗优化的M2M通信联合成簇及资源分配方法，其特征在于：在步骤S6中，所述建模M2M设备成簇及资源分配需求限制条件，具体包括：

1)簇头数目限制条件建模为 其中，N表示网络内最大簇头数目；

2)簇内成员数量限制条件建模为 其中，K表示簇头CHj可以关联的最多用户数目；

3)用户关联与簇头选择限制条件建模为δi,j≤αj，即仅当M2M设备j被选为簇头CHj时，M2M设备i可与簇头CHj建立关联；

4)用户关联簇头限制条件建模为 即M2M设备i最多可关联一个簇头；

5)发送功率限制条件建模为 即每一个M2M设备的发送功率pi低于其最大发送功率， 表示第i个设备的最大发送功率；

6)传输数据速率限制条件建模为 其中， 表示M2M设备i的最低业务传输数据速率，Ri表示M2M设备i的传输数据速率，建模为 其中，

表示M2M设备i向关联簇头CHj传输数据时对应的传输数据速率， 表示M2M设备i向基站传输数据时对应的传输数据速率。

9.根据权利要求8所述的基于能耗优化的M2M通信联合成簇及资源分配方法，其特征在于：在步骤S7中，在满足所述M2M设备成簇及资源分配需求限制条件下，以M2M设备总能耗TotalE 最小化为目标，优化确定M2M设备联合成簇及资源分配策略，即其中， 表示簇头CHj的最优选择策略， 表示M2M设备i与簇头CHj的最优关联策略，表示M2M设备i的最优发送功率策略，ETotal表示M2M设备总能耗， 表示簇头CHj的发送功率， 表示簇内通信模式下M2M设备i向关联簇头CHj传输数据时的发送功率， 表示M2M设备i向基站传输数据时的发送功率。