一種車載網(wǎng)的通信方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種通信方法，尤其設(shè)及的是一種車載網(wǎng)的通信方法。
【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)的高質(zhì)量通信為研究 的熱點(diǎn)之一。
[0003] 目前現(xiàn)有的通信協(xié)議應(yīng)用到車載網(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；
[0005] 2)現(xiàn)有協(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。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 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，提供丟包率低的 一種車載網(wǎng)的通信方法。
[0007] 技術(shù)方案:本發(fā)明公開了一種車載網(wǎng)的通信方法，所述車載網(wǎng)包括接入節(jié)點(diǎn)和車 輛節(jié)點(diǎn)，并通過一個W上的接入路由器接入到互聯(lián)網(wǎng)；車載網(wǎng)內(nèi)P個接入節(jié)點(diǎn)封閉而成的車 道構(gòu)建成一個車域Mx，p > 2,車域Mx中的接入節(jié)點(diǎn)記做APx-j，p > j > 1，車域Mx由如公式（1)所 示的接入節(jié)點(diǎn)集合Cx表示；
[000引一個接入節(jié)點(diǎn)APx-J屬于一個W上的車域，且同時與rx-j個接入路由器相連，rx-j> 1，所述接入路由器記做ARx-j-y，rx-j含y M ;接入節(jié)點(diǎn)APx-j與接入路由器ARx-j-y由一個網(wǎng)絡(luò) 前綴GNPx-^y唯一標(biāo)識;車域Mx由如公式(2)所示的網(wǎng)絡(luò)前綴集合Gx來定義；
[OCm]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；
[0012] 車載網(wǎng)包含N個接入節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)ID為i比特，i<64，節(jié)點(diǎn)ID空間為[1，-1 ]，將節(jié)點(diǎn) ID空間劃分為N份，每個接入節(jié)點(diǎn)保存一份節(jié)點(diǎn)ID空間，由此每個接入節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)ID空間具 有全球唯一性;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(3)和公式(4) 所示，第n個接入節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)ID A(n)如公式(5)所示，接入節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)ID預(yù)先設(shè)置；
[0016] -個接入節(jié)點(diǎn)屬于一個W上的車域，對于每個所屬車域，接入節(jié)點(diǎn)保存一個鄰居 表，鄰居表的每個表項(xiàng)包含=個域:鄰居接入節(jié)點(diǎn)域，網(wǎng)絡(luò)前綴域W及地理坐標(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)前綴域記錄與該接入節(jié)點(diǎn)所屬車域中的鄰居接 入節(jié)點(diǎn)相連的接入路由器的網(wǎng)絡(luò)前綴，地理坐標(biāo)域記錄該接入節(jié)點(diǎn)所屬車域中的鄰居接入 節(jié)點(diǎn)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，從而降低通信延遲和丟包率。
[0018] 本發(fā)明所述方法中，接入節(jié)點(diǎn)APl通過接收與自己相連的接入路由器的路由廣播 消息獲取運(yùn)些接入路由器的網(wǎng)絡(luò)前綴，接入節(jié)點(diǎn)APl獲取與自己相連的接入路由器的網(wǎng)絡(luò) 前綴和節(jié)點(diǎn)ID后，通過下述過程建立鄰居表：
[0019] 步驟101:開始；
[0020] 步驟102:接入節(jié)點(diǎn)APl廣播一個鄰居表建立消息，鄰居表建立消息負(fù)載為接入節(jié) 點(diǎn)APl的地理坐標(biāo)，W及與接入節(jié)點(diǎn)APl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=種情況分 別進(jìn)行操作：
[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)，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)在一個接入節(jié)點(diǎn)的通信范圍 內(nèi)，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，收到鄰居表建立消息的接入節(jié)點(diǎn)在鄰居表 中創(chuàng)建一個表項(xiàng)，該表項(xiàng)的接入節(jié)點(diǎn)域?yàn)榻尤牍?jié)點(diǎn)APl的節(jié)點(diǎn)ID，網(wǎng)絡(luò)前綴域?yàn)猷従颖斫?消息中的網(wǎng)絡(luò)前綴，坐標(biāo)域?yàn)猷従颖斫⑾⒅械慕尤牍?jié)點(diǎn)APl的坐標(biāo)值；
[00巧]步驟104:結(jié)束；
[0026] 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)能夠?yàn)槊總€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(diǎn)Vl位于車域Ml中，接入節(jié)點(diǎn)APl屬于車域Ml的情況 下，車輛節(jié)點(diǎn)Vl啟動后，采用MAC地址作為臨時地址并向接入節(jié)點(diǎn)APl申請節(jié)點(diǎn)ID，包括如下 步驟：
[002引步驟201:開始；
[0029]步驟202:車輛節(jié)點(diǎn)Vl向接入節(jié)點(diǎn)APl發(fā)送地址請求消息；
[0030]步驟2 0 3:接入節(jié)點(diǎn)API收到地址請求消息后，從自己的節(jié)點(diǎn)ID空間中選擇一個未 分配的節(jié)點(diǎn)ID，并向車輛節(jié)點(diǎn)V1返回一個地址響應(yīng)消息，地址響應(yīng)消息負(fù)載為分配的節(jié)點(diǎn) ID W及與車域Ml對應(yīng)的鄰居表，同時接入節(jié)點(diǎn)APl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)消息中車域Ml的鄰居表；
[0032] 步驟205:結(jié)束；
[0033] 車輛節(jié)點(diǎn)通過上述過程獲取節(jié)點(diǎn)ID后，在整個生命周期中由該節(jié)點(diǎn)ID唯一標(biāo)識；
[0034] 車輛節(jié)點(diǎn)獲取車域Ml的鄰居表后，將節(jié)點(diǎn)ID與鄰居表中網(wǎng)絡(luò)前綴域中的每個網(wǎng)絡(luò) 前綴相結(jié)合構(gòu)建具有全球唯一性的不同網(wǎng)絡(luò)前綴的IPv6地址。
[0035] 本發(fā)明所述方法中，使用一個k-anycast地址定義一種類型的數(shù)據(jù)，提供一種類型 的數(shù)據(jù)的所有節(jié)點(diǎn)構(gòu)成一個k-anycast組，由一個k-anycast地址唯一標(biāo)識，k-anycast地址 由兩部分構(gòu)成，i比特的k-anycast ID和128-i比特的保留域，保留域的值為0,k-anycast ID預(yù)先設(shè)置;anycast的中文意思為任播；
[0036] 由k-anycast地址定義的一種類型的數(shù)據(jù)劃分為兩個W上的部分，每個部分由一 個部分ID唯一標(biāo)識；當(dāng)部分ID為0時，表明獲取完整的數(shù)據(jù)，當(dāng)部分ID不為0時，表明獲取節(jié) 點(diǎn)ID所標(biāo)識的部分?jǐn)?shù)據(jù);車輛節(jié)點(diǎn)采用數(shù)據(jù)地址獲取數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)地址由兩部分構(gòu)成，包括i 比特的k-anycast ID和128-i比特的部分ID集合;k-anycast ID表明數(shù)據(jù)的類型，部分ID集 合指明該類型數(shù)據(jù)的特定部分。如果k-anycast ID為Kl ,part ID set為{P1，P2}時，表明要 獲取Kl定義的數(shù)據(jù)中由部分ID Pl和P2定義的部分?jǐn)?shù)據(jù)；
[0037] 本發(fā)明提出了車輛節(jié)點(diǎn)采用k-anycast通信模型進(jìn)行通信，從而有效降低通信延 遲和丟包率。
[0038] 本發(fā)明所述方法中，車輛節(jié)點(diǎn)Vl所在的車域Ml由網(wǎng)絡(luò)前綴集合Gl定義，網(wǎng)絡(luò)前綴 集合Gl中包含gl個不同的網(wǎng)絡(luò)前綴，車輛節(jié)點(diǎn)Vl通過下述過程獲取k-anycast地址Kl定義 的數(shù)據(jù)：
[0039] 步驟301:開始；
[0040] 步驟302:車輛節(jié)點(diǎn)Vl從Gi中選擇g個不同的網(wǎng)絡(luò)前綴構(gòu)建g個IPv6地址，1 ^ g < gl， 所述IPv6地址記做Sz，l含Z含g，所述IPv6地址的節(jié)點(diǎn)ID為車輛節(jié)點(diǎn)Vl的節(jié)點(diǎn)ID，車輛節(jié)點(diǎn) Vl構(gòu)建g個數(shù)據(jù)地址，所述數(shù)據(jù)地址記做Dz,所述數(shù)據(jù)地址的k-anycast ID為Kl，部分ID集 合為k-anycast地址Kl定義的數(shù)據(jù)的部分ID;
[0041 ]步驟303:車輛節(jié)點(diǎn)Vl發(fā)送g個數(shù)據(jù)請求消息，所述數(shù)據(jù)請求消息記做Rz，數(shù)據(jù)請求 消息Rz的目的地址為Dz,源地址為Sz;
[0042] 步驟304:數(shù)據(jù)請求消息Rz首先被路由到與地址Sz具有相同網(wǎng)絡(luò)前綴的接入路由器 ARz,接入路由器ARz收到數(shù)據(jù)請求消息Rz后，根據(jù)IPv6路由表，將數(shù)據(jù)請求消息Rz發(fā)送到距 離最近的k-anycast地址為Kl的k-anycast組成員；
[0043] 步驟305:k-anycast組成員收到數(shù)據(jù)請求消息Rz后，返回一個數(shù)據(jù)響應(yīng)消息Ez,數(shù) 據(jù)響應(yīng)消息Ez的負(fù)載為數(shù)據(jù)請求消息Rz的目的地址Dz的部分ID集合所定義的數(shù)據(jù)部分，數(shù) 據(jù)響應(yīng)消息Ez的目的地址為地址Sz,源地址為數(shù)據(jù)地址Dz;
[0044] 步驟306:根據(jù)數(shù)據(jù)響應(yīng)消息Ez的目的地址Sz的網(wǎng)絡(luò)前綴，數(shù)據(jù)響應(yīng)消息Ez被路由 到接入路由器ARz，然后根據(jù)數(shù)據(jù)響應(yīng)消息Ez的目的地址Sz的節(jié)點(diǎn)ID,數(shù)據(jù)響應(yīng)消息Ez被路 由到車輛節(jié)點(diǎn)Vl;
[0045] 步驟307:車輛節(jié)點(diǎn)Vl同時收到g個數(shù)據(jù)響應(yīng)消息返回的數(shù)據(jù)部分；
[0046] 步驟308:結(jié)束。
[0047] 通過上述過程，車輛節(jié)點(diǎn)能夠同時利用多個不同網(wǎng)絡(luò)前綴的IPv6地址通過不同網(wǎng) 絡(luò)路徑獲取不同數(shù)據(jù)，從而有效降低了數(shù)據(jù)通信延遲。
[004引有益效果:本發(fā)明提供了一種車載網(wǎng)的通信方法，所述車載網(wǎng)絡(luò)通過本發(fā)明所提 供的通信方法，可保持移