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)由于其實用性已經(jīng)受到廣泛關(guān)注，成為研究的熱點。車載自組網(wǎng)的主 要特點之一為車輛節(jié)點沿路進行高速移動，因此，如何實現(xiàn)車輛節(jié)點的無縫移動轉(zhuǎn)交成為 研究的熱點之一。 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，主要原因為如下：
[0004] 1)現(xiàn)有移動協(xié)議中，移動節(jié)點需要發(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，運會大幅度縮減移動 節(jié)點的壽命； 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 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 和車輛節(jié)點，并通過兩個W上的接入路由器接入到互聯(lián)網(wǎng)；車載網(wǎng)中P個接入節(jié)點所封閉 的道路構(gòu)建成一個車域My,P> 2,每個接入節(jié)點記做APyi，P>j> 1，車域My由接入節(jié)點 集合{APx.j}標(biāo)識，j=l."p;-個接入節(jié)點APx.j屬于兩個W上的車域，且與rX.j個接入路 由器相連，rx 1，每個接入路由器記做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APy,與接入路由器ARy,y之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系由ry,個二元組< 接入節(jié)點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)點的IPv6地址由網(wǎng)絡(luò)前綴和節(jié)點ID構(gòu)成，車輛節(jié)點的節(jié)點ID具有全球唯 一'性；
[0011] 車載網(wǎng)包含N個接入節(jié)點，節(jié)點ID為i比特，i<64,節(jié)點ID空間為[1,21- 1]，將 節(jié)點ID空間劃分為N份，每個接入節(jié)點保存一份節(jié)點ID空間，每個接入節(jié)點的節(jié)點ID空 間具有唯一性；第n接入節(jié)點的節(jié)點ID空間為[L(n)，U(n)]，l《n《N，如公式（2)和公 式（3)所示，第n個接入節(jié)點的節(jié)點IDA(n)如公式（4)所示，接入節(jié)點的節(jié)點ID預(yù)先設(shè) 置；
[0015] 接入路由器保存一個綁定表，每個表項包含兩個域：節(jié)點域和車域域，節(jié)點域記錄 一個車輛節(jié)點的節(jié)點ID，車域域記錄定義該車輛節(jié)點所在車域的二元組集合；
[0016] 接入節(jié)點為其所屬的每個車域保存一個鄰居表，鄰居表每個表項包含=個域：鄰 居接入節(jié)點域，網(wǎng)絡(luò)前綴域W及坐標(biāo)域；鄰居接入節(jié)點域記錄鄰居接入節(jié)點的節(jié)點ID，網(wǎng) 絡(luò)前綴域記錄與該鄰居節(jié)點相連的接入路由器定義的網(wǎng)絡(luò)前綴，坐標(biāo)域為鄰居接入節(jié)點的 地理坐標(biāo)。
[0017] 上述過程提出了一個車域由多個網(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APy,與接入路由器ARy,y相連，接入節(jié)點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APy, 獲取接入路由器ARy,y的網(wǎng)絡(luò)前綴和節(jié)點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APx廣播一條鄰居表建立消息，負載為接入節(jié)點APxi的坐標(biāo)， W及與接入節(jié)點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)點或者是接入節(jié)點根據(jù)下述S種情況分 別進行如下操作：
[0022] 情況1 :車輛節(jié)點收到鄰居表建立消息且該車輛節(jié)點不在任何接入節(jié)點的通信范 圍內(nèi)，則該車輛節(jié)點轉(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)點收到鄰居表建立消息且該車輛節(jié)點在一個接入節(jié)點的通信范圍 內(nèi)，則該車輛節(jié)點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)點在鄰 居表中創(chuàng)建一個表項，該表項的鄰居接入節(jié)點域為接入節(jié)點APy,的節(jié)點ID，網(wǎng)絡(luò)前綴域為 鄰居表建立消息中與接入節(jié)點APy,相連的接入路由器的網(wǎng)絡(luò)前綴，坐標(biāo)域為鄰居表建立消 息中的接入節(jié)點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)點廣播的鄰居表建立消息，接入節(jié)點為每個所屬的車域建 立一個鄰居表。
[0027] 本發(fā)明所述方法中，在車輛節(jié)點Vl位于車域Ml，接入節(jié)點APi2屬于車域MI的情況 下，車輛節(jié)點Vl啟動后，采用MC地址作為臨時地址并向接入節(jié)點APi2申請節(jié)點ID，包括 如下步驟： 陽02引步驟201:開始；
[0029] 步驟202 :車輛節(jié)點Vl向接入節(jié)點APi2發(fā)送地址請求消息，地址請求消息負載為 車輛節(jié)點Vl的地理坐標(biāo)；
[0030] 步驟203 :接入節(jié)點APi2收到地址請求消息后，在自己的節(jié)點ID空間中為車輛節(jié) 點Vl分配一個節(jié)點ID，向車輛節(jié)點Vl返回一個地址響應(yīng)消息，地址響應(yīng)消息負載為分配 的節(jié)點IDW及定義車域Mi的二元組集合，然后接入節(jié)點APi2將分配給車輛節(jié)點Vl的節(jié)點 ID設(shè)置為已分配狀態(tài)；
[0031] 步驟204 :車輛節(jié)點Vl收到地址響應(yīng)消息后，將地址響應(yīng)消息中的節(jié)點ID設(shè)置為 自己的節(jié)點ID，保存地址響應(yīng)消息中定義車域Mi的二元組集合，同時選擇與接入節(jié)點AP1 2 相連的一個接入路由器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表項，該表項的 節(jié)點域為車輛節(jié)點Vl的節(jié)點ID，車域域為注冊消息中定義車域Mi的二元組集合； 陽03引步驟206 :結(jié)束；
[0034] 車輛節(jié)點獲取節(jié)點ID后，在整個生命周期中由該節(jié)點ID唯一標(biāo)識；
[0035] 車輛節(jié)點獲取定義所在車域的二元組集合后，將節(jié)點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)點通過一次節(jié)點配置可W同時獲取多個具有不同網(wǎng)絡(luò)前綴 的IPv6地址，從而大幅度降低了地址配置延遲，同時車輛節(jié)點可W通過多個具有不同網(wǎng)絡(luò) 前綴的IPv6地址進行通信，從而提高通信質(zhì)量。
[0037] 本發(fā)明所述方法中，接入節(jié)點保存一個切換表，用于暫時記錄進行移動切換的車 輛節(jié)點，切換表的每個表項包括=個域：車輛節(jié)點域，車輛節(jié)點原來的車域W及車輛節(jié)點當(dāng) 前的車域；
[003引車輛節(jié)點Vl通過接入節(jié)點APi2從車域M2進入車域M1，接入節(jié)點APi2進行如下切 換操作：
[0039] 步驟301:開始；
[0040] 步驟302 :接入節(jié)點APi2向車輛節(jié)點Vl發(fā)送移動切換消息，移動切換消息負載為 定義車域Mi的二元組集合；接入節(jié)點AP1 2在切換表中創(chuàng)建一個表項，車輛節(jié)點域為車輛節(jié) 點Vl的節(jié)點ID，車輛節(jié)點原來的車域為定義車域Mz的二元組集合，車輛節(jié)點當(dāng)前的車域為 定義車域Mi的二元組集合；
[0041] 步驟303 :車輛節(jié)點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Vl的表項，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時刻，車輛節(jié)點Vl位于車域Mz中，車域M 2由接入節(jié) 點APz1和接入節(jié)點AP2 2所封閉的道路構(gòu)建，由二元組集合K接入節(jié)點AP2 1，網(wǎng)絡(luò)前綴 GNPz 1 1〉，<接入節(jié)點APz1，網(wǎng)絡(luò)前綴GNPz 1 2〉，<接入節(jié)點APz 2,網(wǎng)絡(luò)前綴GNPz 2 1〉}定義； 接入節(jié)點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時刻，車輛節(jié)點Vl從車域Mz進入車域M1，車域Mi由接入節(jié)點AP1郝接入節(jié) 點APi 2所封閉的道路構(gòu)建，由二元組集合{<接入節(jié)點AP 11，網(wǎng)絡(luò)前綴GNPi 1 1〉，<接入節(jié)點 APi 2,網(wǎng)絡(luò)前綴GNPi 2 1〉，<接入節(jié)點APi 2,網(wǎng)絡(luò)前綴GNPi 2 2〉}定義，接入節(jié)點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Vl的家鄉(xiāng)代理浪入節(jié)點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時刻，車輛節(jié)點Vl將網(wǎng)絡(luò)前綴GNPz11與自己的節(jié)點ID相結(jié)合構(gòu)建一個IPv6 地址并向移動節(jié)點MNl發(fā)送數(shù)