[发明专利]基于SDN和MEC的车联网移动性管理方法

权利要求书

1.基于SDN和MEC的车联网移动性管理方法，其特征在于，根据基站是否能够提供服务对计算资源进行管理，具体包括以下步骤：

当基站能够提供服务，即车辆在线时，利用车辆到基础设备技术将部分任务上传到移动边缘计算服务器进行任务卸载的计算，利用李雅普诺夫优化将随机优化问题解耦为独立的每帧优化，构建乘法漂移函数并最小化漂移和惩罚函数之和的上限，得到移动车辆的CPU周期频率、发射功率和带宽的最优分配；

当基站不能提供服务，即车辆离线时；通过车到车技术采用多跳路由算法获得最优的路径来卸载计算任务。

2.根据权利要求1所述的基于SDN和MEC的车联网移动性管理方法，其特征在于，利用李雅普诺夫优化将随机优化问题解耦为独立的每帧优化，构建乘法漂移函数并最小化漂移和惩罚函数之和的上限，得到移动车辆的CPU周期频率、发射功率和带宽的最优分配包括：

其中，Q_n(t)为第t个时隙开始时车辆端的任务缓冲区的队列长度；D_n(t)为车辆n产生的计算任务；D_l,n(t)为车辆本地任务执行任务大小；D_r,n(t)为车辆n卸载任务大小；V为非负控制参数用来权衡能耗和时延；E表示计算期望；N为请求车辆的集合；α(t)为带宽分配；f(t)为本地CPU周期频率；p(t)为发射功率。

3.根据权利要求2所述的基于SDN和MEC的车联网移动性管理方法，其特征在于，与CPU周期频率有关的项进行分离并重新排列目标函数，得到CPU周期频率分配的目标函数，表示为：

其中，E_l,n(t)为在时隙t内车辆用户n的本地计算功率消耗。

4.根据权利要求3所述的基于SDN和MEC的车联网移动性管理方法，其特征在于，求解CPU周期频率分配的目标函数，获取动车辆的CPU周期频率的最优分配，表示为：

其中，为移动车辆的CPU周期频率；f^max为车辆用户最大的CPU周期数；Q_n(t)为车辆端任务缓冲区的队列长度；τ为时隙大小；κ为移动车辆CPU上的有效开关电容；λ_n(t)为车辆任务所需的CPU周期数。

5.根据权利要求2所述的基于SDN和MEC的车联网移动性管理方法，其特征在于，将CPU周期频率有关的项从中分离后，得到在时隙t内分配给车辆用户n的带宽比列α_n(t)和传输功率分配P_n(t)的目标函数，表示为：

约束条件:0≤α_n(t)≤1,

0≤P_n(t)≤P^max

其中，P^max为车辆最大发射功率；P_n(t)为传输功率分配。

6.根据权利要求5所述的基于SDN和MEC的车联网移动性管理方法，其特征在于，采用粒子群算法迭代算出目标函数最优解，具体包括：

初始化粒子群、全局速度、局部速度向量、惯性权重和速度向量，将当前迭代次数设置为0；

将目标函数作为适应度函数计算每个粒子的适应度，获取全局最优解；

更新每个粒子的速度与位置输出发射功率和带宽分配的最优解，并更新车辆段队列；

迭代次数加1，如果当前迭代次数没有小于最大迭代次数，则反馈计算每个粒子的适应度，否则输出当前的CPU周期频率、发射功率和带宽作为最优值。