1.一种面向硬件损伤的工业物联网波束优化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1：构建多工业传感器节点频谱资源共享的多层异构工业物联网传输系统模型；

S2：考虑不完美硬件损伤导致的收发机相位噪声与失真噪声特性，满足最大传输功率约束与传感器节点最小传输速率约束，建立联合优化宏基站和飞蜂窝基站波束赋形的系统总能效最大化问题；

S3：利用丁克尔巴赫法、半定松弛法以及连续凸近似法将步骤S2构建的非凸优化问题转化为凸优化问题；

S4：求解凸优化问题，获得最优波束赋形向量。

2.根据权利要求1所述的工业物联网波束优化方法，其特征在于，步骤S1中，构建的多层异构工业物联网传输系统模型，具体包括：假设网络中存在一个宏蜂窝基站和N个飞蜂窝基站，M个宏蜂窝工业物联网设备，N个飞蜂窝网络，每个飞蜂窝网络中存在Kn个工业物联网设备，其中， 宏基站天线数为NM，每个飞蜂窝基站的天线数为NF；宏基站到宏蜂窝工业物联网设备m的信道向量为hm，第n个飞蜂窝基站到宏蜂窝工业物联网设备m的信道向量为gn,m，第n个飞蜂窝基站到第k个飞蜂窝工业物联网设备的信道向量为hn,nk；第p个飞蜂窝基站到第n个飞蜂窝网络中工业物联网设备k处的信道向量为hp,nk，其中1≤p≤N,p≠n；宏基站到第n个飞蜂窝网络中工业物联网设备k处的信道向量为fn,k。

3.根据权利要求2所述的工业物联网波束优化方法，其特征在于，步骤S2中，建立联合优化宏基站和飞蜂窝基站波束赋形的系统总能效最大化问题，表达式为：其中，Rm表示宏蜂窝工业物联网设备m的传输速率，Rn,k表示飞蜂窝工业物联网设备k在第n个飞蜂窝中的数据速率，PM表示宏蜂窝的总功耗，PF表示飞蜂窝的总功耗，PC表示系统总的电路功率消耗值，ζ表示基站功率放大系数，Wm表示从宏基站到宏基站工业物联网设备m的波束赋形向量， 表示宏基站的失真噪声，Vn,k表示第n个飞蜂窝基站到第k个飞蜂窝工max业物联网设备的波束赋形向量， 表示飞蜂窝基站n的失真噪声，P 表示宏蜂窝基站的最大发送功率阈值， 表示第n个飞蜂窝基站的最大发送功率阈值，Im表示宏蜂窝工业物联网设备干扰功率阈值， 表示第m个宏蜂窝工业物联网设备接收机允许的最大跨层干扰功率阈值， 表示在第n个飞蜂窝网络中第k个飞蜂窝工业物联网设备的最小传输速率阈值；C1代表宏蜂窝基站的最大发送功率限制，C2代表第n个飞蜂窝基站的最大功率限制，C3表示各宏蜂窝工业物联网设备的跨层干扰功率约束，C4表示每个飞蜂窝工业物联网设备的服务质量。

4.根据权利要求3所述的工业物联网波束优化方法，其特征在于，步骤S2中，网络总能效ηE的计算表达式为：其中，Rm表示宏蜂窝工业物联网设备m的传输速率，表达式为Rm＝log2(1+rm)，其中rm表示宏蜂窝工业物联网设备m的接收信噪比，表达式为 其中 表示宏基站到宏蜂窝网络中工业物联网设备m的等价信道向量，表达式为 在时隙t内，其中θ(t)表示在时隙t内宏基站天线的相位噪声，表达式为θ(t)＝θ(t‑1)+δθ(t)， θ表示宏基站处的相位噪声增量方差，Ts表示符号间隔，cθ表示宏基站处的振荡器系数，fθ表示宏基站处的载波频率；μm(t)其表示宏蜂窝基站m天线在时隙t内的相位噪声，表达式为μm表示宏蜂窝物联网设备m处的相位噪声增量方差，

表示宏蜂窝物联网设备处的振荡器系数， 表示宏蜂窝物联网设备处的载波频率；Nm表示小区间干扰和跨层干扰的总和，表达式为： 其中表示飞蜂窝基站n到宏蜂窝工业物联网设备m的等价信道向量，表达式为在时隙t内， 其中φn(t)表示第n个飞蜂窝基站天线在时隙t内的相位噪声， φn表示飞蜂窝基站n处的相位噪声增量方差，

表示飞蜂窝基站n处的振荡器系数， 表示飞蜂窝基站n处的载波频率；Dm表示第m个宏蜂窝工业物联网设备的失真噪声功率，表达式为 其中表示宏基站的失真噪声， 表示飞蜂窝基站n的失真噪声， 表示宏蜂窝工业物联网设备m的失真噪声方差， 表示宏蜂窝工业物联网设备m处的放大热噪声的方差；

Rn,k＝log2(1+rn,k)表示飞蜂窝工业物联网设备k在第n个飞蜂窝中的数据速率，其中rn,k表示飞蜂窝工业物联网设备k在第n个飞蜂窝中的接收信噪比，表达式为vn,k表示在飞蜂窝基站n中飞蜂窝物联网设备k的相位噪声， 表示在飞蜂窝n中从飞蜂窝基站n到飞蜂窝工业物联网设备k的等价信道向量，表达式为在时隙t中， 其中vn,k(t)表示在飞蜂窝基站n中飞蜂窝物联网设备k在时隙t内的相位噪声，表达式为

表示在飞蜂窝基站n中飞蜂窝物联网设备k的相位

噪声增量方差， 表示在飞蜂窝基站n中飞蜂窝物联网设备k处的振荡器系数， 表示在飞蜂窝基站n中飞蜂窝物联网设备k处的载波频率；Nn,k表示小区内干扰功率的总和，表达式为 其中wm表示从宏基站到宏蜂窝物联网设备m的波束向量， 表示从宏基站到飞蜂窝n中飞蜂窝工业物联网设备k的等价信道向量，表达式为 在时隙t内， Dn,k表示飞蜂窝n中第k个飞蜂窝工业物联网设备的失真噪声功率， 表示飞蜂窝网络n中工业物联网设备k处的放大热噪声的方差。

5.根据权利要求3所述的工业物联网波束优化方法，其特征在于，步骤S3中，利用丁克尔巴赫法、半定松弛法以及连续凸近似法将非凸优化问题转化为凸优化问题，转换后的表达式为：C9:(3),(9),(10)

其中， Tr(·)表示矩阵的迹，Sl表示第l个前导

对角线元素为1，其余元素为0的方阵；Sd表示第d个前导对角线元素为1，其余元素为0的方阵；ηd(·)表示发射信号在第d根天线处的失真噪声功率，ηl(·)表示发射信号在第l根天线处的失真噪声功率，en,d、fl是引入的辅助变量； 其中，其中

Υn表示飞蜂窝基站n的失真噪声协方差矩阵，Υp

表示飞蜂窝基站p的失真噪声协方差矩阵，Λ表示宏蜂窝基站的失真噪声协方差矩阵，表示在飞蜂窝n中飞蜂窝工业物联网设备k的失真噪声方差；

其中，

κ3表示失真噪声的模型参数；

其中，

an,k、bn,k、cn,k是与飞蜂窝基站n处飞蜂窝物

联网设备k有关的松弛变量，am、bm、cm是宏基站处的松弛变量， 分别为bn,k和cn,k的前一次迭代， 分别为bm和cm的前一次迭代。