本发明涉及智能家居资源分配的技术领域，更具体地，涉及一种基于异构Small Cell网络的功率分配方法及系统。
背景技术：
智能家居系统是一个以住宅为平台，现阶段主要是利用先进的计算机技术、网络通信技术和嵌入式系统，将家庭的各个子系统如安防系统、照明系统、家电控制、环境控制等进行有机结合，通过网络化智能控制与管理，提高系统的使用率和管理效率，提升家居安全性、舒适性、智能性、便捷性和节能环保等方面，使用户享受到科技成果带给家居生活的巨大改善和美妙体验。
智能家居提供网络接入系统、防盗报警系统、消防报警系统、电视对讲门禁区系统、煤气泄露探测系统、远程抄表系统、紧急求助系统、远程医疗诊断及护理系统、室内电器自动控制管理及开发系统、集中供冷热系统、网上购物系统、语音与传真(电子邮件)服务系统、网上教育系统、股票操作系统、视频点播、付费电视系统、有线电视系统等内容丰富的服务。然而，繁多的用户业务需求与电力通信网有限的系统资源形成矛盾，在保证用户服务质量(QoS)的前提下，智能家居系统的无线资源难以分配。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于异构Small Cell网络的功率分配方法及系统，利用合理的功率分配方法，规划智能电网场景中异构网络通信系统的网络干扰和资源分配，解决了异构网络中干扰和资源分配的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
提供一种基于异构Small Cell网络的功率分配方法，所述异构Small Cell网络包括宏基站以及若干小蜂窝基站，每个小蜂窝基站通过宽带与所述宏基站连接，所述功率分配方法包括以下步骤：
S1.小蜂窝基站提供服务给用户，监视周围的无线电信道环境和允许智能访问子信道，并获得对应小蜂窝基站的用户提供的干扰价值和信道增益；
S2.结合斯塔科尔伯格博弈理论，建立小蜂窝基站的资源分配模型；
S3.将步骤S2中的小蜂窝基站的资源分配模型扩展到密集部署场景中，建立部署场景中的资源分配模型；
S4.宏基站依据步骤S2中的小蜂窝基站的资源分配反馈干扰功率并调节干扰价值，并通过回程链路反馈；
S5.基于步骤S4中的宏基站提供的干扰价值，结合联合干扰功率限制，通过回程链路反馈得到传输功率pn。
本发明的基于异构Small Cell网络的功率分配方法，小蜂窝基站调整传输功率以最大化自身的净效用，宏基站不断调节和提供干扰价值，结合联合干扰功率限制通过回程链路反馈得到传输功率pn；本发明的智能家居中基于异构Small Cell网络的功率分配方法，利用合理的功率分配方法，规划智能电网场景中异构网络通信系统的网络干扰和资源分配，解决了异构网络中干扰和资源分配的问题。
优选地，任意一个所述小蜂窝基站的净效用函数un定义为：
其中，gs(nm)为在小蜂窝基站n和通过宏小区基站m得到MU之间的信道增益干扰，pn是传输功率，yn代表干扰价值，μn、λn分别代表传输速度、能量消耗和干扰损失之间的权重，x表示电价比例因子。
优选地，步骤S2中小蜂窝基站资源分配模型表示为：
其中，pn是传输功率，μn、λn分别代表传输速度、能量消耗和干扰损失之间的权重，x表示电价比例因子yn代表干扰价值，h(n)代表信道增益，gs(nm)为在小蜂窝基站n和通过宏小区基站m得到MU之间的信道增益干扰。
优选地，传输功率pn为：
其中，pn是传输功率，μn、λn分别代表传输速度、能量消耗和干扰损失之间的权重，x表示电价比例因子yn代表干扰价值，h(n)代表信道增益，gs(nm)为在小蜂窝基站n和通过宏小区基站m得到MU之间的信道增益干扰。
优选地，所述部署场景中的资源分配模型为小蜂窝基站的资源分配模型采用SCBS资源分配策略表示得到。
本发明还提供了一种基于异构Small Cell网络的功率分配系统，包括小蜂窝基站模块、宏小区基站模块以及联合干扰功率限制模块：
小蜂窝基站模块，用于监视周围的无线电信道环境和允许智能访问子信道，调整传输功率以最大化自身的净效用，与所述宏小区基站模块连接。
宏小区基站模块，用于不断调节和提供干扰价值，与所述蜂窝基站模块连接；
联合干扰功率限制模块，用于根据干扰价值和小蜂窝基站的传输功率来获得多种干扰功率限制，与所述宏小区基站模块通讯连接。
本发明的基于异构Small Cell网络的功率分配系统，宏小区基站模块根据小蜂窝基站模块的功率效率资源分配反馈干扰功率来不断调节干扰价值，而宏小区基站模块基于干扰功率约束来决定干扰价值yn；这些干扰价值之后通过回程链路反馈，最后根据所述的宏小区基站提供的干扰价值,即可决定传输功率pn。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的基于异构Small Cell网络的功率分配方法，资源分配用于最大化收益，且宏小区基站根据小蜂窝基站的功率效率资源分配反馈干扰功率来不断调节干扰价值；而宏小区基站基于干扰功率约束来决定干扰价值。这些干扰价值之后通过回程链路反馈，最后根据宏小区基站提供的干扰价值，即可决定传输功率。本发明利用合理的功率分配方法，规划智能电网场景中异构网络通信系统的网络干扰和资源分配，解决了异构网络中干扰和资源分配的问题。
附图说明
图1为本发明的基于异构Small Cell网络的功率分配方法的流程图。
图2为本发明的基于异构Small Cell网络的功率分配系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例1
如图1所示为本发明的基于异构Small Cell网络的功率分配方法的实施例，异构Small Cell网络包括宏基站以及若干小蜂窝基站，每个小蜂窝基站通过宽带与宏基站连接，功率分配方法包括以下步骤：
S1.小蜂窝基站提供服务给用户，监视周围的无线电信道环境和允许智能访问子信道，并获得对应小蜂窝基站的用户提供的干扰价值和信道增益；
S2.结合斯塔科尔伯格博弈理论，建立小蜂窝基站的资源分配模型；
S3.将步骤S2中的小蜂窝基站的资源分配模型扩展到密集部署场景中，建立部署场景中的资源分配模型；
S4.宏基站依据步骤S2中的小蜂窝基站的资源分配反馈干扰功率并调节干扰价值yn，并通过回程链路反馈；
S5.基于步骤S4中的宏基站提供的干扰价值，结合联合干扰功率限制，通过回程链路反馈得到传输功率pn。
其中，任意一个小蜂窝基站的净效用函数un为：
式中，gs(nm)为在小蜂窝基站n和通过宏小区基站m得到MU之间的信道增益干扰，pn是传输功率，yn代表干扰价值，μn、λn分别代表传输速度、能量消耗和干扰损失之间的权重，x表示电价比例因子。
步骤S2中小蜂窝基站资源分配模型表示为：
式中，且yn代表干扰价值，h(n)代表信道增益，σ2是加性高斯白噪声，w是带宽，un为净效用函数，x表示电价比例因子，μn、λn分别代表传输速度、能量消耗和干扰损失之间的权重，gs(nm)为在小蜂窝基站n和通过宏小区基站m得到MU之间的信道增益干扰。
传输功率pn为：
式中，pn是传输功率，μn、λn分别代表传输速度、能量消耗和干扰损失之间的权重，x表示电价比例因子yn代表干扰价值，h(n)代表信道增益，gs(nm)为在小蜂窝基站n和通过宏小区基站m得到MU之间的信道增益干扰。
其中，部署场景中的资源分配模型为小蜂窝基站的资源分配模型采用SCBS资源分配策略表示得到。
本实施例在实施时，利用合理的功率分配方法，规划智能电网场景中异构网络通信系统的网络干扰和资源分配，解决了异构网络中干扰和资源分配的问题。
实施例2
如图2所示为本发明的基于异构Small Cell网络的功率分配系统的实施例，包括小蜂窝基站模块、宏小区基站模块以及联合干扰功率限制模块：
小蜂窝基站模块，用于监视周围的无线电信道环境和允许智能访问子信道，调整传输功率以最大化自身的净效用，与所述宏小区基站模块连接。
宏小区基站模块，用于不断调节和提供干扰价值，与所述蜂窝基站模块连接；
联合干扰功率限制模块，用于根据干扰价值和小蜂窝基站的传输功率来获得多种干扰功率限制，与所述宏小区基站模块通讯连接。
本实施例在实施时，宏小区基站模块根据小蜂窝基站模块的功率效率资源分配反馈干扰功率来不断调节干扰价值，而宏小区基站模块基于干扰功率约束来决定干扰价值yn；这些干扰价值之后通过回程链路反馈，最后根据所述的宏小区基站提供的干扰价值,即可决定传输功率pn。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。