CN104159314A - 异构网络的分布式节能资源分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种异构网络的分布式节能资源分配方法，属于异构网自组织网络技术领域。该方法包括以下步骤：小区内的家庭基站根据其所有用户的受干扰情况得到相应的相邻干扰列表；小区内的家庭基站根据新的效用函数得到初步子信道分配；小区内的家庭基站基于各自的相邻干扰列表对确定的初步子信道分配进行协作子信道分配；小区内的家庭基站在确定子信道分配后根据新的效用函数进行功率分配，宏基站在每个子信道上进行非均匀定价。本方法可以有效地降低家庭基站之间的同层干扰，有效保证每个子信道上宏用户的QoS要求，从而有效降低了家庭基站对宏用户的跨层干扰。

Description

异构网络的分布式节能资源分配方法

技术领域

本发明属于异构网自组织网络技术领域，涉及一种异构网络的分布式节能资源分配方法。

背景技术

为了满足不断增长的数据传输率以及更大覆盖范围的需求，在必须不断提高网络性能的要求下，异构网络(Heterogeneous Network，Hetnet)技术应运而生。异构网中存在很多不同类型的网络节点，与传统的单层蜂窝网络不同，在异构网络中层间干扰与层内干扰问题带来更大的挑战。在传统的运营商部署的网络中，例如宏小区和中继，干扰可以通过频率复用方案消除(例如，中继链路与直传链路的频率规划)。然而，这些频率复用方案会降低频率复用因子，由于在本小区中使用的子载波禁止在邻小区使用，而考虑到变化的网络负载和信道条件，当前组网方案发展趋势的目标是全频率复用，也就是说所有小区都可能使用全部的资源。

家庭基站是部署下一代无线网络的一种新型的技术，家庭基站部署的目的是扩大室内覆盖，增加容量以及卸载宏基站业务。在异构网络中，家庭基站往往利用已分配给宏基站的部分频谱。共享频谱会引起宏基站和小家庭基站之间的跨层干扰。同时，为了提高频谱利用率，家庭基站可能会共享一样的无线资源，这样家庭基站之间就会产生同层干扰。跨层干扰和同层干扰会显著限制网络的性能。没有合适的干扰管理方法，会浪费大量的功率，并且比起没有小基站的网络该网络的整体能效会更低。所以，在异构网络中，干扰管理是非常重要的。

随着网络结构越来越复杂，网络中的干扰问题也愈加严重，更加需要引入干扰自优化功能，减少小区边缘用户受到的干扰，保证边缘用户的服务质量，同时减少网络运行过程中的人工介入，来降低网络运营成本。所以如何动态地分配资源，用智能替代人工是干扰自优化所关注的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种异构网络的分布式节能资源分配方法，在该方法中，将资源分配问题分为子信道分配和功率分配。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种异构网络的分布式节能资源分配方法，该方法包括以下步骤：步骤一：小区内的家庭基站根据其所有用户的受干扰情况得到相应的相邻干扰列表；步骤二：小区内的家庭基站根据新的效用函数得到初步子信道分配；步骤三：小区内的家庭基站基于各自的相邻干扰列表对确定的初步子信道分配进行协作子信道分配；步骤四：小区内的家庭基站在确定子信道分配后根据新的效用函数进行功率分配，宏基站在每个子信道上进行非均匀定价。

进一步，在步骤一中，小区内的家庭基站根据其所有用户的受干扰情况得到相应的相邻干扰列表具体包括：

1)小区内的各个家庭基站根据其下所有用户上报的RSRP信息判断其潜在的干扰源；由于家庭基站可支持的接入设备较少，一般最多支持4-6个移动用户，所以我们可根据家庭基站中所有的用户进行潜在干扰源的判定。每个家庭用户u使用下式对潜在干扰源进行判断：

RSRP_i-RSRP_j＜I_th

RSRP_i为家庭基站用户u接收到的来自其服务家庭基站i的RSRP，而RSRP_j为家庭基站用户接到的来自其临近家庭基站j的RSRP，I_th为决策门限值；如果当上式变成RSRP_i-RSRP_j＝I_th，那么此时的RSRP_j就是一个临界值，表示为RSRP_Δ；

①当RSRP_j＞RSRP_Δ，此时RSRP_i-RSRP_j＜I_th，那么j就为该家庭基站i下家庭用户u测得的潜在干扰源；

②当RSRP_j≤RSRP_Δ，此时RSRP_i-RSRP_j＞I_th，那么j就不是该家庭基站i下家庭用户u测得的潜在干扰源；

2)定义家庭基站j对家庭基站i的权重公式为：

$1-\frac{{\mathrm{RSRP}}_{\mathrm{\Δ}}}{{\mathrm{RSRP}}_j}=D_{j\→i}$

在家庭基站i下有多个用户的时候，分别对每个家庭用户进行干扰源的判定，并分别记录每个用户受到的干扰权重及其潜在干扰源，而且该家庭基站i的潜在干扰源并不是单一的所有用户干扰源的集合；

3)每个家庭基站生成一个相邻干扰列表，包括家庭基站i下U个用户计算得出的总的干扰权重每个家庭用户u的干扰权重并且分别记录每个家庭用户u的潜在干扰源个数及其ID信息。

进一步，在步骤二中，小区内的家庭基站根据新的效用函数得到初步子信道分配具体包括：

确定一种新的家庭基站效用函数，每个家庭基站最大化其带干扰权重的吞吐量的时候，对家庭基站的能耗以及家庭基站对宏用户的干扰进行收费，并且对每个用户之间的公平性进行考虑，家庭基站的效用函数公式如下：

$\max \underset{u=1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\β}}_{f,u,n}(\frac{1}{D_{f,u}+1(N_u^I+1)}\frac{B}{N}{\log }_2(1+\frac{p_{f,u,n}{h}_{f,u,n}}{\underset{f^{\′}\≠f}{\overset{N_f}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{f^{\′},n}{h}_{f^{\′},n}+{\mathrm{\δ}}^2})-{\mathrm{\μxp}}_{f,u,n}-{\mathrm{\λy}}_{f,n}{p}_{f,u,n}{h}_{f,m,n}-\mathrm{\θ}{({\mathrm{\γ}}_u^{\mathrm{tar}}-{\mathrm{SINR}}_{u,n})}^2),\∀f$

$s.t.\left\{\begin{array}{c}\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\β}}_{f,u,n}=1,\∀f,u\\ \underset{u=1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\β}}_{f,u,n}{p}_{f,u,n}\≤p_{\max },\∀f\end{array}\right.$

其中：β_f，u，n表示家庭基站f是否把子信道n分配给用户u，β_f，u，n＝1表示家庭基站f把子信道n分配给用户u，反之，则家庭基站f未把子信道n分配给用户u；D_i，u，分别表示家庭用户u的干扰权重以及潜在干扰源个数；p_f，u，n，h_f，u，n分别表示家庭基站f在子信道n上对用户n的发送功率以及信道增益；h_f，m，n为家庭基站在子信道n上对宏用户m的信道增益；μ，λ，θ为权衡因子；SINR_u，n为家庭用户u在子信道n上的信干噪比；δ²表示加性高斯白噪；x，y_f，n表示功率的价格和家庭基站f在子信道n上的干扰价格；

每个家庭基站对该效用函数进行求解，得到初步子信道分配。

进一步，在步骤三中，小区内的家庭基站基于各自的相邻干扰列表对确定的初步子信道分配进行协作子信道分配具体包括：

每个家庭基站利用建立的相邻干扰列表和求得的子信道分配情况，进行家庭基站间的子信道的协作分配；

家庭基站f中的用户u的潜在干扰源f′使用了用户u所有的子信道n_u，那么子信道n_u为竞争子信道；每个家庭基站根据各自的相邻干扰列表得出各自的竞争子信道，比较竞争子信道在不同的家庭基站下的效用值，效用值大的家庭基站获得该子信道，效用值小的家庭基站则放弃该子信道；为了保证家庭基站在协作时的公平性，加入公平系数 表示家庭基站f的竞争子信道数，L_f表示家庭基站f的用户数；公平系数越大，优先级越高；竞争子信道的重新分配后，对放弃子信道的用户再次进行子信道的分配，直到所有用户都分配到资源，各个家庭基站完成子信道的分配。宏基站为了保护宏用户提出非均匀干扰价格以最大化其收益，而家庭基站最大化其带干扰权重的传输速率时候，考虑能耗、干扰以及用户间的公平性，得到一个新的模型，对新模型进行求解得到最优功率分配。

本发明的有益效果在于：在本发明所述方法中，各个家庭基站之间利用各自的相邻干扰列表进行协作子信道分配；通过协作子信道分配，可以有效地降低家庭基站之间的同层干扰。完成子信道分配后的家庭基站再根据该效用函数进行最优功率分配，通过功率分配可以有效保证每个子信道上宏用户的QoS要求，从而有效降低了家庭基站对宏用户的跨层干扰。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明所述方法的总体流程图；

图2为系统模型设定的流程图；

图3为获得相邻干扰列表AIL的流程图；

图4为相邻干扰列表示意图；

图5为子信道初步分配的流程图；

图6为协作子信道分配的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

图1为本方法的总体流程图，从图中可以看出本方法可以分为4个大步骤，即：

步骤A，设定系统模式。

步骤B，获得小区内每个家庭基站相邻干扰列表AIL信息。

步骤C，按照提出的方法各个家庭基站进行初步的子信道分配。

步骤D，各个家庭基站间再次进行协作子信道分配。

步骤F，按照频谱分配结果进行功率分配。

下面详细介绍每个步骤的具体过程。

步骤A——设定系统模式。

参见图2，图2为系统模型设定的流程图，具体可以包括以下部分：

步骤A1，对本发明的系统模型进行定义，我们假设系统中有N_c个小区，每个小区中包含一个中心宏基站和N_f个家庭基站。在这里，我们主要对一个小区进行资源分配的研究。系统的总带宽为B，可以将其分为N个子信道，子信道的带宽为每个子信道的带宽相同，假设每个用户获得一个子信道。在该宏小区中第i个家庭基站在每个信道上的功率向量为其中每个家庭基站的最大功率值为

步骤A2，设定系统相关的性能指标。

宏用户m在子信道n上的SINR可以写成：

其中表示宏基站k在子信道n上的发射功率；表示家庭基站j在子信道n上的发射功率；表示宏基站用户m在子信道n上和服务宏基站k的信道增益；表示宏基站用户m在子信道n上和非服务宏基站i的信道增益；表示宏基站用户m在子信道n上和家庭基站j的信道增益；σ²表示噪声功率；Φ＝{1，2，...，N_m}表示宏基站集；表示家庭基站集。

家庭用户f在子信道n上的SINR可以写成：

其中表示家庭用户f在子信道n上与服务家庭基站k的信道增益；表示家庭用户f在子信道n上与非服务家庭基站j的信道增益。

基于香农公式，宏用户m在子信道n上的容量分别为：

$C_{m,n}^M=\frac{B}{N}{\log }_2(1+{\mathrm{SINR}}_{m,n}^M)$

家庭基站用户f在子信道n上的容量分别为

$C_{f,n}^F=\frac{B}{N}{\log }_2(1+{\mathrm{SINR}}_{f,n}^F)$

步骤A3——问题描述

由于家庭基站部署的随机性和大规模性，分布式方法的灵活性更适合家庭基站网络。我们提出一种基于干扰和用户间公平性的分布式节能资源分配方法，基于该问题我们建立数学模型如下：

$\max \underset{u=1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\β}}_{f,u,n}(\frac{1}{D_{f,u}+1(N_u^I+1)}\frac{B}{N}{\log }_2(1+\frac{p_{f,u,n}{h}_{f,u,n}}{\underset{f^{\′}\≠f}{\overset{N_f}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{f^{\′},n}{h}_{f^{\′},n}+{\mathrm{\δ}}^2})-{\mathrm{\μxp}}_{f,u,n}-{\mathrm{\λy}}_{f,n}{p}_{f,u,n}{h}_{f,m,n}-\mathrm{\θ}{({\mathrm{\γ}}_u^{\mathrm{tar}}-{\mathrm{SINR}}_{u,n})}^2),\∀f$

$s.t.\left\{\begin{array}{c}\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\β}}_{f,u,n}=1,\∀f,u\\ \underset{u=1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\β}}_{f,u,n}{p}_{f,u,n}\≤p_{\max },\∀f\end{array}\right.$

其中β_f，u，n表示家庭基站f是否把子信道n分配给用户u，β_f，u，n＝1表示家庭基站f把子信道n分配给用户u，反之，则家庭基站f未把子信道n分配给用户u。D_i，u，分别表示家庭用户u的干扰权重以及潜在干扰源个数。P_f，u，n，h_f，u，n分别表示家庭基站f在子信道n上对用户n的发送功率以及信道增益。h_f，m，n为家庭基站在子信道n上对宏用户m的信道增益。μ，λ，θ为权衡因子。SINR_u，n为家庭用户u在子信道n上的信干噪比。δ²表示加性高斯白噪。x，y_f，n表示功率的价格和家庭基站f在子信道n上的干扰价格。

步骤B——获得小区内每个家庭基站相邻干扰列表AIL信息

参见图3，图3是获得相邻干扰列表AIL的流程图，具体的相邻干扰列表获得过程如下：

步骤R1，各个家庭基站收集该基站下用户测得的RSRP，每个用户上报测得的RSRP给其服务基站。

步骤B2，每个用户根据接收到的RSRP，判定潜在干扰源，计算其干扰权重。

在每个家庭小区中，用户都会向其相关联的家庭基站报告相邻家庭基站的RSRP。根据接收到的RSRP来判定潜在干扰源，由于家庭基站可支持的接入设备较少，一般最多支持4-6个移动用户。所以我们可根据家庭基站中所有的用户进行潜在干扰源的判定。使用下式对潜在干扰源进行判定：

RSRP_i-RSRP_j＜I_th

其中RSRP_i表示家庭基站用户接收到的来自其服务家庭基站i的RSRP，而RSRP_j家庭基站用户接到的来自其临近家庭基站j的RSRP，I_th为决策门限值。如果当上式变成RSRP_i-RSRP_j＝I_th，那么此时得到RSRP_j的临界值，表示为RSRP_Δ。

①当RSRP_j＞RSRP_Δ，此时RSRP_i-RSRP_j＜I_th，那么家庭基站j就为该家庭基站i下家庭用户测得的潜在干扰源；

②当RSRP_i≤RSRP_Δ，此时RSRP_i-RSRP_j＞I_th，那么家庭基站j就不是该家庭基站i下家庭用户测得的潜在干扰源；

定义权重公式为：有向边的权重值范围为[0，1]，家庭基站i受干扰强度由以下公式进行计算：N_f表示某宏小区范围内的一个家庭基站簇的家庭基站的数目。

步骤B3，每个家庭基站生成一个相邻干扰列表，并存储在基站中，包括家庭基站i下U个用户计算得出的总的干扰权重每个家庭用户u的干扰权重并且分别记录每个家庭用户u的潜在干扰源个数及其ID信息。参见图4，图4为相邻干扰列表例表示意图。

步骤C——按照提出的方法各个家庭基站进行初步的子信道分配。

参见图5，图5是每个家庭基站独立进行子信道初步分配的流程图，具体如下。

步骤C1，初始化系统，家庭基站f得到其负载值(用户数)，记为L_f；

步骤C2，家庭基站f中的每个用户u∈{1，2，...，U}对其报告RSRP，以及相邻家庭基站f′的RSRP，并对相邻家庭基站f′的ID信息进行上报；

步骤C3，家庭基站f统计其所有用户上报的RSRP值，通过与RSRP临界值RSRP_Δ进行比较，判定每个用户的潜在干扰源，计算得出每个用户的干扰程度D_f，u，以及干扰源个数，并建立其相应的相邻干扰列表AIL_f，并存储在家庭基站f中；

步骤C4，给每个子信道分配一样的功率，并且计算用户u在子信道n上的信道增益h_f，u，n，以及家庭基站f在子信道n上对宏用户m的信道增益h_f，m，n；

步骤C5，给每个家庭用户u∈{1，2，...，U}分配频谱资源，对于任意一个用户u，根据式子 $n_u^{*}=\left\{\begin{array}{c}\underset{n\∈N}{\arg }\max \frac{1}{(D_{f,u}+1)(N_u^I+1)}*\frac{h_{f,u,n}}{h_{f,m,n}},h_{f,m,n,}\≠0\\ \underset{n\∈N}{\arg }\max \frac{h_{f,u,n}}{(D_{f,u}+1)(N_u^I+1)},h_{f,m,n}=0\end{array}\right.$ 给其分配子信道，更新可用子信道集合未分配子信道用户集合U＝U-u；

步骤C6，判定是否未分配子信道用户集合U＝0，如果U＝0，则结束，反之，跳至步骤C5。

步骤D——各个家庭基站间再次进行协作子信道分配。

参见图6，图6是家庭基站间协作子信道分配的流程图，具体过程如下。

步骤D1，初始化每个家庭基站f的放弃子信道用户数和竞争子信道数目 $N_{\mathrm{abandon}}^f=0,N_c^f=0;$

步骤D2，每个家庭基站f根据每个用户u∈{1，2，...，U}所分配到的子信道，将其子信道编号发送给用户各自的潜在干扰源f′∈AIL_f，u；如果该用户的潜在干扰源(干扰家庭基站)f′也使用该子信道，那么该干扰源f′反馈信息FI＝1给家庭基站f；如果该用户的潜在干扰源(干扰家庭基站)f′未使用该子信道，则反馈信息FI＝0给家庭基站f；

步骤D3，如果家庭基站f收到该用户u的干扰源f′的反馈信息FI＝1，那么触发两基站之间的协作，并且将该用户u使用的子信道判定为竞争子信道；如果反馈信息FI＝0，则不进行协作。根据反馈的信息统计竞争子信道数目

步骤D4，竞争子信道的分配，根据优先权值重w_u的大小判定家庭基站f下的用户u还是干扰源f′下的用户u′获得该竞争子信道，优先权值重w_u定义如下：

$w_u=\left\{\begin{array}{c}\max \frac{N_c}{L_f}\frac{1}{(D_f+1)(D_{f,u}+1)(N_u^I+1)}*\frac{h_{{f,u,n}^{*}}}{h_{{f,m,n}^{*}}},h_{{f,m,n}^{*}}\≠0\\ \max \frac{N_c}{L_f}\frac{h_{f,u,n}}{(D_f+1)(D_{f,u}+1)(N_u^I+1)},h_{{f,m,n}^{*}}=0\end{array}\right.$

如果w_f，u≥w_f′，u′，那么家庭基站f下的用户u分得此子信道反之，则放弃此子信道。更新放弃子信道用户数更新竞争子信道数目，如果则重复步骤D4，如果则跳向步骤D5。

步骤D5，重新给放弃子信道的用户分配频谱资源，此时该家庭基站f的可用子信道集合更新为 $n\∈N-\underset{u=1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}{n}_u^{*};$

对于任意一个放弃子信道的用户u，

根据 $n_u^{*}=\left\{\begin{array}{c}\underset{n\∈N}{\arg }\max \frac{1}{(D_{f,u}+1)(N_u^I+1)}*\frac{h_{f,u,n}}{h_{f,m,n}},h_{f,m,n,}\≠0\\ \underset{n\∈N}{\arg }\max \frac{h_{f,u,n}}{(D_{f,u}+1)(N_u^I+1)},h_{f,m,n}=0\end{array}\right.$ 给其分配子信道，更新可用子信道集合 $N=N-n_u^{*},$ 放弃子信道用户数 $N_{\mathrm{abandon}}^f=N_{\mathrm{abandon}}^f-1,$

步骤D6，判定是否放弃子信道用户数如果是，则结束，反之，则转至步骤D5。

步骤F——家庭基站按照频谱分配结果进行功率分配。

经过前面四个步骤，我们可以得到一个次优的频谱分配结果，基于该结果，我们进行最优功率分配。

宏小区为了对其宏用户进行保护而对家庭基站进行干扰收费，宏基站通过对干扰进行收费最大化自己的效用收益，而家庭基站则是通过对功率的控制最大化自己的效用。具体优化模型如下：

设定宏用户m的信干噪比的门限值为从而可以得出宏用户m在子信道n上能承受的最大的干扰功率为：

$I_{\max }^n=\frac{p_n^m{h}_n^m}{{\mathrm{SINR}}_{n,\mathrm{th}}^m}-{\mathrm{\σ}}^2$

在子信道n上宏基站优化问题：

$\max {\stackrel{\‾}{U}}_m\left(y\right)=\underset{y\≥0}{\max }\left\{\underset{f=1}{\overset{N_f}{\mathrm{\Σ}}}{g}_{f,u,n}{p}_{f,u,n}\left(h_{f,u,n}{y}_{f,n}\right)y_{f,n}\right\}$

$s.t.\underset{f=1}{\overset{N_f}{\mathrm{\Σ}}}{g}_{f,u,n}{p}_{f,u,n}\left(h_{f,u,n}{y}_{f,n}\right)\≤I_{\max }^n$

在子信道n上家庭基站i优化问题：

$\max {\stackrel{\‾}{U}}_f\left(p_{f,u,n}\right)=\frac{1}{(D_{f,u}+1)(N_u^I+1)}\frac{B}{N}\log (1+\frac{p_{f,u,n}{h}_{f,u,n}}{{\mathrm{\σ}}_n^2})-{\mathrm{\μxp}}_{f,u,n}-{\mathrm{\λy}}_{f,n}{p}_{f,u,n}-\mathrm{\θ}{({\mathrm{\γ}}_u^{\mathrm{tar}}-{\mathrm{SINR}}_{u,n})}^2,\∀f$

通过对该模型进行求解就可以实现家庭基站的功率分配。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (4)

1.一种异构网络的分布式节能资源分配方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：小区内的家庭基站根据其所有用户的受干扰情况得到相应的相邻干扰列表；

步骤二：小区内的家庭基站根据新的效用函数得到初步子信道分配；

步骤三：小区内的家庭基站基于各自的相邻干扰列表对确定的初步子信道分配进行协作子信道分配；

步骤四：小区内的家庭基站在确定子信道分配后根据新的效用函数进行功率分配，宏基站在每个子信道上进行非均匀定价。

2.根据权利要求1所述的一种异构网络的分布式节能资源分配方法，其特征在于：在步骤一中，小区内的家庭基站根据其所有用户的受干扰情况得到相应的相邻干扰列表具体包括：

1)小区内的各个家庭基站根据其下所有用户上报的RSRP信息判断其潜在的干扰源；每个家庭用户u使用下式对潜在干扰源进行判断：

RSRP_j-RSRP_j＜I_th

RSRP_i为家庭基站用户u接收到的来自其服务家庭基站i的RSRP，而RSRP_j为家庭基站用户接到的来自其临近家庭基站j的RSRP，I_th为决策门限值；如果当上式变成RSRP_i-RSRP_j＝I_th，那么此时的RSRP_j就是一个临界值，表示为RSRP_Δ；

①当RSRP_i＞RSRP_Δ，此时RSRP_i-RSRP_j＜I_th，那么j就为该家庭基站i下家庭用户u测得的潜在干扰源；

②当RSRP_j≤RSRP_Δ，此时RSRP_i-RSRP_j＞I_th，那么j就不是该家庭基站i下家庭用户u测得的潜在干扰源；

2)定义家庭基站j对家庭基站i的权重公式为：

$1-\frac{{\mathrm{RSRP}}_{\mathrm{\Δ}}}{{\mathrm{RSRP}}_j}=D_{j\→i}$

在家庭基站i下有多个用户的时候，分别对每个家庭用户进行干扰源的判定，并分别记录每个用户受到的干扰权重及其潜在干扰源，而且该家庭基站i的潜在干扰源并不是单一的所有用户干扰源的集合；

3)每个家庭基站生成一个相邻干扰列表，包括家庭基站i下U个用户计算得出的总的干扰权重每个家庭用户u的干扰权重并且分别记录每个家庭用户u的潜在干扰源个数及其ID信息。

3.根据权利要求2所述的一种异构网络的分布式节能资源分配方法，其特征在于：在步骤二中，小区内的家庭基站根据新的效用函数得到初步子信道分配具体包括：

确定一种新的家庭基站效用函数，每个家庭基站最大化其带干扰权重的吞吐量的时候，对家庭基站的能耗以及家庭基站对宏用户的干扰进行收费，并且对每个用户之间的公平性进行考虑，家庭基站的效用函数公式如下：

$\max \underset{u=1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\β}}_{f,u,n}(\frac{1}{D_{f,u}+1(N_u^I+1)}\frac{B}{N}{\log }_2(1+\frac{p_{f,u,n}{h}_{f,u,n}}{\underset{f^{\′}\≠f}{\overset{N_f}{\mathrm{\Σ}}}{p}_{f^{\′},n}{h}_{f^{\′},n}+{\mathrm{\δ}}^2})-{\mathrm{\μxp}}_{f,u,n}-{\mathrm{\λy}}_{f,n}{p}_{f,u,n}{h}_{f,m,n}-\mathrm{\θ}{({\mathrm{\γ}}_u^{\mathrm{tar}}-{\mathrm{SINR}}_{u,n})}^2),\∀f$

$s.t.\left\{\begin{array}{c}\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\β}}_{f,u,n}=1,\∀f,u\\ \underset{u=1}{\overset{U}{\mathrm{\Σ}}}\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\β}}_{f,u,n}{p}_{f,u,n}\≤p_{\max },\∀f\end{array}\right.$

其中：β_f，u，n表示家庭基站f是否把子信道n分配给用户u，β_f，u，n＝1表示家庭基站f把子信道n分配给用户u，反之，则家庭基站f未把子信道n分配给用户u；D_i，u，分别表示家庭用户u的干扰权重以及潜在干扰源个数；p_f，u，n，h_f，u，n分别表示家庭基站f在子信道n上对用户n的发送功率以及信道增益；h_f，m，n为家庭基站在子信道n上对宏用户m的信道增益；μ，λ，θ为权衡因子；SINR_u，n为家庭用户u在子信道n上的信干噪比；δ²表示加性高斯白噪；x，y_f，n表示功率的价格和家庭基站f在子信道n上的干扰价格；

每个家庭基站对该效用函数进行求解，得到初步子信道分配。

4.根据权利要求3所述的一种异构网络的分布式节能资源分配方法，其特征在于：在步骤三中，小区内的家庭基站基于各自的相邻干扰列表对确定的初步子信道分配进行协作子信道分配具体包括：

每个家庭基站利用建立的相邻干扰列表和求得的子信道分配情况，进行家庭基站间的子信道的协作分配；

家庭基站f中的用户u的潜在干扰源f′使用了用户u所有的子信道n_u，那么子信道n_u为竞争子信道；每个家庭基站根据各自的相邻干扰列表得出各自的竞争子信道，比较竞争子信道在不同的家庭基站下的效用值，效用值大的家庭基站获得该子信道，效用值小的家庭基站则放弃该子信道；为了保证家庭基站在协作时的公平性，加入公平系数 表示家庭基站f的竞争子信道数，L_f表示家庭基站f的用户数；公平系数越大，优先级越高；竞争子信道的重新分配后，对放弃子信道的用户再次进行子信道的分配，直到所有用户都分配到资源，各个家庭基站完成子信道的分配。