一種車載網(wǎng)的移動切換方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種移動切換的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，尤其設(shè)及的是一種車載網(wǎng)的移動切換方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 車載自組網(wǎng)由于其實(shí)用性已經(jīng)受到廣泛關(guān)注，成為研究的熱點(diǎn)。車載自組網(wǎng)的主 要特點(diǎn)之一為車輛節(jié)點(diǎn)沿路進(jìn)行高速移動，因此，如何實(shí)現(xiàn)車輛節(jié)點(diǎn)的無縫移動轉(zhuǎn)交成為 研究的熱點(diǎn)之一。 陽00引 目前現(xiàn)有的移動協(xié)議（如歷IPv6,FMIPV6及MIPv6)應(yīng)用到城市車載網(wǎng)絡(luò)中還存 在一些問題，主要原因?yàn)槿缦拢?br>[0004] 1)現(xiàn)有移動協(xié)議中，移動節(jié)點(diǎn)需要發(fā)送和接收大量的控制信息來確保移動過程中 的通信楊通，減少數(shù)據(jù)包的丟失，而傳輸控制信息會消耗大量的能量，運(yùn)會大幅度縮減移動 節(jié)點(diǎn)的壽命； 陽0化]2)現(xiàn)有移動協(xié)議的控制信息數(shù)據(jù)包開銷較大，移動轉(zhuǎn)交延遲較長從而提高了數(shù)據(jù) 包丟失率。
[0006] 因此需要提出一種移動轉(zhuǎn)交延遲短，數(shù)據(jù)不包丟失率低的車載網(wǎng)絡(luò)移動轉(zhuǎn)交的實(shí) 現(xiàn)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 發(fā)明目的：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種車載網(wǎng) 的移動切換方法。
[0008] 技術(shù)方案：本發(fā)明公開了一種車載網(wǎng)的移動切換方法，所述車載網(wǎng)包括接入節(jié)點(diǎn) 和車輛節(jié)點(diǎn)，并通過兩個(gè)W上的接入路由器接入到互聯(lián)網(wǎng)；車載網(wǎng)中P個(gè)接入節(jié)點(diǎn)所封閉 的道路構(gòu)建成一個(gè)車域My,P> 2,每個(gè)接入節(jié)點(diǎn)記做APyi，P>j> 1，車域My由接入節(jié)點(diǎn) 集合{APx.j}標(biāo)識，j=l."p;-個(gè)接入節(jié)點(diǎn)APx.j屬于兩個(gè)W上的車域，且與rX.j個(gè)接入路 由器相連，rx 1，每個(gè)接入路由器記做ARx,y，rxy> 1，接入路由器ARx,y定義的網(wǎng) 絡(luò)前綴記做GNPy,y，接入節(jié)點(diǎn)APy,與接入路由器ARy,y之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系由ry,個(gè)二元組< 接入節(jié)點(diǎn)APy,，網(wǎng)絡(luò)前綴GNPy,y>表示；車域My由網(wǎng)絡(luò)前綴集合Gy定義，如公式（1)所示， 表示形式為二元組集合KAPxi，GNPxiy〉};
[0010] 車輛節(jié)點(diǎn)的IPv6地址由網(wǎng)絡(luò)前綴和節(jié)點(diǎn)ID構(gòu)成，車輛節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)ID具有全球唯 一'性；
[0011] 車載網(wǎng)包含N個(gè)接入節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)ID為i比特，i<64,節(jié)點(diǎn)ID空間為[1,21- 1]，將 節(jié)點(diǎn)ID空間劃分為N份，每個(gè)接入節(jié)點(diǎn)保存一份節(jié)點(diǎn)ID空間，每個(gè)接入節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)ID空 間具有唯一性；第n接入節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)ID空間為[L(n)，U(n)]，l《n《N，如公式（2)和公 式（3)所示，第n個(gè)接入節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)IDA(n)如公式（4)所示，接入節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)ID預(yù)先設(shè) 置；
[0015] 接入路由器保存一個(gè)綁定表，每個(gè)表項(xiàng)包含兩個(gè)域：節(jié)點(diǎn)域和車域域，節(jié)點(diǎn)域記錄 一個(gè)車輛節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)ID，車域域記錄定義該車輛節(jié)點(diǎn)所在車域的二元組集合；
[0016] 接入節(jié)點(diǎn)為其所屬的每個(gè)車域保存一個(gè)鄰居表，鄰居表每個(gè)表項(xiàng)包含=個(gè)域：鄰 居接入節(jié)點(diǎn)域，網(wǎng)絡(luò)前綴域W及坐標(biāo)域；鄰居接入節(jié)點(diǎn)域記錄鄰居接入節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)ID，網(wǎng) 絡(luò)前綴域記錄與該鄰居節(jié)點(diǎn)相連的接入路由器定義的網(wǎng)絡(luò)前綴，坐標(biāo)域?yàn)猷従咏尤牍?jié)點(diǎn)的 地理坐標(biāo)。
[0017] 上述過程提出了一個(gè)車域由多個(gè)網(wǎng)絡(luò)前綴所標(biāo)識，從而降低移動切換帶來的延遲 和丟包率。
[0018] 本發(fā)明所述方法中，接入節(jié)點(diǎn)APy,與接入路由器ARy,y相連，接入節(jié)點(diǎn)APy,通過 接收接入路由器ARy,y廣播的路由消息獲取接入路由器ARy,y的網(wǎng)絡(luò)前綴，接入節(jié)點(diǎn)APy, 獲取接入路由器ARy,y的網(wǎng)絡(luò)前綴和節(jié)點(diǎn)ID后，通過下述步驟建立鄰居表：
[0019] 步驟101 :開始；
[0020] 步驟102 :接入節(jié)點(diǎn)APx廣播一條鄰居表建立消息，負(fù)載為接入節(jié)點(diǎn)APxi的坐標(biāo)， W及與接入節(jié)點(diǎn)APy,相連的接入路由器的網(wǎng)絡(luò)前綴；
[0021] 步驟103 :收到鄰居表建立消息的車輛節(jié)點(diǎn)或者是接入節(jié)點(diǎn)根據(jù)下述S種情況分 別進(jìn)行如下操作：
[0022] 情況1 :車輛節(jié)點(diǎn)收到鄰居表建立消息且該車輛節(jié)點(diǎn)不在任何接入節(jié)點(diǎn)的通信范 圍內(nèi)，則該車輛節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)收到的鄰居表建立消息，執(zhí)行步驟103;
[0023] 情況2:車輛節(jié)點(diǎn)收到鄰居表建立消息且該車輛節(jié)點(diǎn)在一個(gè)接入節(jié)點(diǎn)的通信范圍 內(nèi)，則該車輛節(jié)點(diǎn)將收到的鄰居表建立消息的目的地址更新為該接入節(jié)點(diǎn)的地址，然后發(fā) 送該鄰居表建立消息，執(zhí)行步驟103;
[0024] 情況3:接入節(jié)點(diǎn)收到鄰居表建立消息，則收到鄰居表建立消息的接入節(jié)點(diǎn)在鄰 居表中創(chuàng)建一個(gè)表項(xiàng)，該表項(xiàng)的鄰居接入節(jié)點(diǎn)域?yàn)榻尤牍?jié)點(diǎn)APy,的節(jié)點(diǎn)ID，網(wǎng)絡(luò)前綴域?yàn)?鄰居表建立消息中與接入節(jié)點(diǎn)APy,相連的接入路由器的網(wǎng)絡(luò)前綴，坐標(biāo)域?yàn)猷従颖斫⑾?息中的接入節(jié)點(diǎn)APy,的坐標(biāo)值； 陽02引步驟104 :結(jié)束；
[00%] 通過接收到鄰居接入節(jié)點(diǎn)廣播的鄰居表建立消息，接入節(jié)點(diǎn)為每個(gè)所屬的車域建 立一個(gè)鄰居表。
[0027] 本發(fā)明所述方法中，在車輛節(jié)點(diǎn)Vl位于車域Ml，接入節(jié)點(diǎn)APi2屬于車域MI的情況 下，車輛節(jié)點(diǎn)Vl啟動后，采用MC地址作為臨時(shí)地址并向接入節(jié)點(diǎn)APi2申請節(jié)點(diǎn)ID，包括 如下步驟： 陽02引步驟201:開始；
[0029] 步驟202 :車輛節(jié)點(diǎn)Vl向接入節(jié)點(diǎn)APi2發(fā)送地址請求消息，地址請求消息負(fù)載為 車輛節(jié)點(diǎn)Vl的地理坐標(biāo)；
[0030] 步驟203 :接入節(jié)點(diǎn)APi2收到地址請求消息后，在自己的節(jié)點(diǎn)ID空間中為車輛節(jié) 點(diǎn)Vl分配一個(gè)節(jié)點(diǎn)ID，向車輛節(jié)點(diǎn)Vl返回一個(gè)地址響應(yīng)消息，地址響應(yīng)消息負(fù)載為分配 的節(jié)點(diǎn)IDW及定義車域Mi的二元組集合，然后接入節(jié)點(diǎn)APi2將分配給車輛節(jié)點(diǎn)Vl的節(jié)點(diǎn) ID設(shè)置為已分配狀態(tài)；
[0031] 步驟204 :車輛節(jié)點(diǎn)Vl收到地址響應(yīng)消息后，將地址響應(yīng)消息中的節(jié)點(diǎn)ID設(shè)置為 自己的節(jié)點(diǎn)ID，保存地址響應(yīng)消息中定義車域Mi的二元組集合，同時(shí)選擇與接入節(jié)點(diǎn)AP1 2 相連的一個(gè)接入路由器ARl作為家鄉(xiāng)代理，向接入路由器ARl發(fā)送一條注冊消息，注冊消息 負(fù)載為定義車域Mi的二元組集合；
[0032] 步驟205 :接入路由器ARl收到注冊消息后，在綁定表中增加一個(gè)表項(xiàng)，該表項(xiàng)的 節(jié)點(diǎn)域?yàn)檐囕v節(jié)點(diǎn)Vl的節(jié)點(diǎn)ID，車域域?yàn)樽韵⒅卸x車域Mi的二元組集合； 陽03引步驟206 :結(jié)束；
[0034] 車輛節(jié)點(diǎn)獲取節(jié)點(diǎn)ID后，在整個(gè)生命周期中由該節(jié)點(diǎn)ID唯一標(biāo)識；
[0035] 車輛節(jié)點(diǎn)獲取定義所在車域的二元組集合后，將節(jié)點(diǎn)ID與定義該車域的網(wǎng)絡(luò)前 綴相結(jié)合構(gòu)建IPv6地址。
[0036] 通過上述過程，車輛節(jié)點(diǎn)通過一次節(jié)點(diǎn)配置可W同時(shí)獲取多個(gè)具有不同網(wǎng)絡(luò)前綴 的IPv6地址，從而大幅度降低了地址配置延遲，同時(shí)車輛節(jié)點(diǎn)可W通過多個(gè)具有不同網(wǎng)絡(luò) 前綴的IPv6地址進(jìn)行通信，從而提高通信質(zhì)量。
[0037] 本發(fā)明所述方法中，接入節(jié)點(diǎn)保存一個(gè)切換表，用于暫時(shí)記錄進(jìn)行移動切換的車 輛節(jié)點(diǎn)，切換表的每個(gè)表項(xiàng)包括=個(gè)域：車輛節(jié)點(diǎn)域，車輛節(jié)點(diǎn)原來的車域W及車輛節(jié)點(diǎn)當(dāng) 前的車域；
[003引車輛節(jié)點(diǎn)Vl通過接入節(jié)點(diǎn)APi2從車域M2進(jìn)入車域M1，接入節(jié)點(diǎn)APi2進(jìn)行如下切 換操作：
[0039] 步驟301:開始；
[0040] 步驟302 :接入節(jié)點(diǎn)APi2向車輛節(jié)點(diǎn)Vl發(fā)送移動切換消息，移動切換消息負(fù)載為 定義車域Mi的二元組集合；接入節(jié)點(diǎn)AP1 2在切換表中創(chuàng)建一個(gè)表項(xiàng)，車輛節(jié)點(diǎn)域?yàn)檐囕v節(jié) 點(diǎn)Vl的節(jié)點(diǎn)ID，車輛節(jié)點(diǎn)原來的車域?yàn)槎x車域Mz的二元組集合，車輛節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的車域?yàn)?定義車域Mi的二元組集合；
[0041] 步驟303 :車輛節(jié)點(diǎn)Vl收到移動切換消息后，保存定義車域Mi的二元組集合，然后 向家鄉(xiāng)代理ARl發(fā)送一條綁定消息，綁定消息負(fù)載為定義車域Mi的二元組集合；
[0042] 步驟304 :家鄉(xiāng)代理ARl收到綁定消息后，在綁定表中查找車輛節(jié)點(diǎn)Vl的表項(xiàng)，將 車域域更新為定義車域Mi的二元組集合； 陽0創(chuàng)步驟305:結(jié)束。
[0044] 通過上述過程，車輛節(jié)點(diǎn)在移動切換過程中無需配置轉(zhuǎn)交地址，從而大幅度降低 了移動切換延遲。由于移動切換延遲與丟包率成正比，因此由移動切換引起的丟包率大幅 度下降。
[0045] 本發(fā)明所述方法中，在Tl時(shí)刻，車輛節(jié)點(diǎn)Vl位于車域Mz中，車域M 2由接入節(jié) 點(diǎn)APz1和接入節(jié)點(diǎn)AP2 2所封閉的道路構(gòu)建，由二元組集合K接入節(jié)點(diǎn)AP2 1，網(wǎng)絡(luò)前綴 GNPz 1 1〉，<接入節(jié)點(diǎn)APz1，網(wǎng)絡(luò)前綴GNPz 1 2〉，<接入節(jié)點(diǎn)APz 2,網(wǎng)絡(luò)前綴GNPz 2 1〉}定義； 接入節(jié)點(diǎn)APz 2與接入路由器AR 2 2 1相連，接入路由器AR 2 2 1定義網(wǎng)絡(luò)前綴GNP 2 2 1，接入節(jié) 點(diǎn)APz 1與接入路由器AR 2 1郝接入路由器AR 2 1 2相連，接入路由器AR 2 1鹿義網(wǎng)絡(luò)前綴 GNPz 1 1，接入路由器ARz 1 2定義網(wǎng)絡(luò)前綴GNP 2 1 2;
[0046]在T2時(shí)刻，車輛節(jié)點(diǎn)Vl從車域Mz進(jìn)入車域M1，車域Mi由接入節(jié)點(diǎn)AP1郝接入節(jié) 點(diǎn)APi 2所封閉的道路構(gòu)建，由二元組集合{<接入節(jié)點(diǎn)AP 11，網(wǎng)絡(luò)前綴GNPi 1 1〉，<接入節(jié)點(diǎn) APi 2,網(wǎng)絡(luò)前綴GNPi 2 1〉，<接入節(jié)點(diǎn)APi 2,網(wǎng)絡(luò)前綴GNPi 2 2〉}定義，接入節(jié)點(diǎn)APi 1與接入 路由器ARi1 1相連，接入路由器ARi1 1定義了網(wǎng)絡(luò)前綴GNPi1 1;接入路由器ARi1 1為車輛節(jié) 點(diǎn)Vl的家鄉(xiāng)代理浪入節(jié)點(diǎn)APi2與接入路由器ARi2 1相連，接入路由器ARi2鹿義了網(wǎng)絡(luò) 前綴GNPi2 1;接入節(jié)點(diǎn)AP1 2與接入路由器AR1 2 2相連，接入路由器AR1 2 2定義了網(wǎng)絡(luò)前綴 GNPi2 2;
[0047] 在Tl時(shí)刻，車輛節(jié)點(diǎn)Vl將網(wǎng)絡(luò)前綴GNPz11與自己的節(jié)點(diǎn)ID相結(jié)合構(gòu)建一個(gè)IPv6 地址并向移動節(jié)點(diǎn)MNl發(fā)送數(shù)