一種車載網的通信方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種通信方法，尤其設及的是一種車載網的通信方法。
【背景技術】
[0002] 車載自組網由于其實用性已經受到廣泛關注，成為研究的熱點。車載自組網的主 要特點之一為車輛節(jié)點沿路進行高速移動，因此，如何實現車輛節(jié)點的高質量通信為研究 的熱點之一。
[0003] 目前現有的通信協(xié)議應用到車載網絡中還存在一些問題，主要原因為如下：
[0004] 1)現有協(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，減少數據包的丟失，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；
[0005] 2)現有協(xié)議的控制信息數據包開銷較大，移動轉交延遲較長從而提高了數據包丟 失率。
【發(fā)明內容】
[0006] 發(fā)明目的：本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供丟包率低的 一種車載網的通信方法。
[0007] 技術方案:本發(fā)明公開了一種車載網的通信方法，所述車載網包括接入節(jié)點和車 輛節(jié)點，并通過一個W上的接入路由器接入到互聯網；車載網內P個接入節(jié)點封閉而成的車 道構建成一個車域Mx，p > 2,車域Mx中的接入節(jié)點記做APx-j，p > j > 1，車域Mx由如公式（1)所 示的接入節(jié)點集合Cx表示；
[000引一個接入節(jié)點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APx-j與接入路由器ARx-j-y由一個網絡 前綴GNPx-^y唯一標識;車域Mx由如公式(2)所示的網絡前綴集合Gx來定義；
[OCm]車輛節(jié)點的IPv6地址由網絡前綴和節(jié)點ID構成，車輛節(jié)點的節(jié)點ID具有全球唯一 性；
[0012] 車載網包含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，-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，由此每個接入節(jié)點的節(jié)點ID空間具 有全球唯一性;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(3)和公式(4) 所示，第n個接入節(jié)點的節(jié)點ID A(n)如公式(5)所示，接入節(jié)點的節(jié)點ID預先設置；
[0016] -個接入節(jié)點屬于一個W上的車域，對于每個所屬車域，接入節(jié)點保存一個鄰居 表，鄰居表的每個表項包含=個域:鄰居接入節(jié)點域，網絡前綴域W及地理坐標域;鄰居接 入節(jié)點域記錄鄰居接入節(jié)點的節(jié)點ID，網絡前綴域記錄與該接入節(jié)點所屬車域中的鄰居接 入節(jié)點相連的接入路由器的網絡前綴，地理坐標域記錄該接入節(jié)點所屬車域中的鄰居接入 節(jié)點的地理坐標。
[0017] 上述過程提出了一個車域由多個網絡前綴所標識，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 消息獲取運些接入路由器的網絡前綴，接入節(jié)點APl獲取與自己相連的接入路由器的網絡 前綴和節(jié)點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APl廣播一個鄰居表建立消息，鄰居表建立消息負載為接入節(jié) 點APl的地理坐標，W及與接入節(jié)點APl相連的接入路由器的網絡前綴；
[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)點根據下述=種情況分 別進行操作：
[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，該車輛節(jié)點轉發(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，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，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，該表項的接入節(jié)點域為接入節(jié)點APl的節(jié)點ID，網絡前綴域為鄰居表建立 消息中的網絡前綴，坐標域為鄰居表建立消息中的接入節(jié)點APl的坐標值；
[00巧]步驟104:結束；
[0026] 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)點能夠為每個所屬的車 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中，接入節(jié)點APl屬于車域Ml的情況 下，車輛節(jié)點Vl啟動后，采用MAC地址作為臨時地址并向接入節(jié)點APl申請節(jié)點ID，包括如下 步驟：
[002引步驟201:開始；
[0029]步驟202:車輛節(jié)點Vl向接入節(jié)點APl發(fā)送地址請求消息；
[0030]步驟2 0 3:接入節(jié)點API收到地址請求消息后，從自己的節(jié)點ID空間中選擇一個未 分配的節(jié)點ID，并向車輛節(jié)點V1返回一個地址響應消息，地址響應消息負載為分配的節(jié)點 ID W及與車域Ml對應的鄰居表，同時接入節(jié)點APl將分配給車輛節(jié)點Vl的節(jié)點ID設置為已 分配狀態(tài)；
[0031 ]步驟204:車輛節(jié)點Vl收到地址響應消息后，將地址響應消息中的節(jié)點ID設置為自 己的節(jié)點ID，保存地址響應消息中車域Ml的鄰居表；
[0032] 步驟205:結束；
[0033] 車輛節(jié)點通過上述過程獲取節(jié)點ID后，在整個生命周期中由該節(jié)點ID唯一標識；
[0034] 車輛節(jié)點獲取車域Ml的鄰居表后，將節(jié)點ID與鄰居表中網絡前綴域中的每個網絡 前綴相結合構建具有全球唯一性的不同網絡前綴的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據，提供一種類型 的數據的所有節(jié)點構成一個k-anycast組，由一個k-anycast地址唯一標識，k-anycast地址 由兩部分構成，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預先設置;anycast的中文意思為任播；
[0036] 由k-anycast地址定義的一種類型的數據劃分為兩個W上的部分，每個部分由一 個部分ID唯一標識；當部分ID為0時，表明獲取完整的數據，當部分ID不為0時，表明獲取節(jié) 點ID所標識的部分數據;車輛節(jié)點采用數據地址獲取數據，數據地址由兩部分構成，包括i 比特的k-anycast ID和128-i比特的部分ID集合;k-anycast ID表明數據的類型，部分ID集 合指明該類型數據的特定部分。如果k-anycast ID為Kl ,part ID set為{P1，P2}時，表明要 獲取Kl定義的數據中由部分ID Pl和P2定義的部分數據；
[0037] 本發(fā)明提出了車輛節(jié)點采用k-anycast通信模型進行通信，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Vl所在的車域Ml由網絡前綴集合Gl定義，網絡前綴 集合Gl中包含gl個不同的網絡前綴，車輛節(jié)點Vl通過下述過程獲取k-anycast地址Kl定義 的數據：
[0039] 步驟301:開始；
[0040] 步驟302:車輛節(jié)點Vl從Gi中選擇g個不同的網絡前綴構建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ID為車輛節(jié)點Vl的節(jié)點ID，車輛節(jié)點 Vl構建g個數據地址，所述數據地址記做Dz,所述數據地址的k-anycast ID為Kl，部分ID集 合為k-anycast地址Kl定義的數據的部分ID;
[0041 ]步驟303:車輛節(jié)點Vl發(fā)送g個數據請求消息，所述數據請求消息記做Rz，數據請求 消息Rz的目的地址為Dz,源地址為Sz;
[0042] 步驟304:數據請求消息Rz首先被路由到與地址Sz具有相同網絡前綴的接入路由器 ARz,接入路由器ARz收到數據請求消息Rz后，根據IPv6路由表，將數據請求消息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組成員收到數據請求消息Rz后，返回一個數據響應消息Ez,數 據響應消息Ez的負載為數據請求消息Rz的目的地址Dz的部分ID集合所定義的數據部分，數 據響應消息Ez的目的地址為地址Sz,源地址為數據地址Dz;
[0044] 步驟306:根據數據響應消息Ez的目的地址Sz的網絡前綴，數據響應消息Ez被路由 到接入路由器ARz，然后根據數據響應消息Ez的目的地址Sz的節(jié)點ID,數據響應消息Ez被路 由到車輛節(jié)點Vl;
[0045] 步驟307:車輛節(jié)點Vl同時收到g個數據響應消息返回的數據部分；
[0046] 步驟308:結束。
[0047] 通過上述過程，車輛節(jié)點能夠同時利用多個不同網絡前綴的IPv6地址通過不同網 絡路徑獲取不同數據，從而有效降低了數據通信延遲。
[004引有益效果:本發(fā)明提供了一種車載網的通信方法，所述車載網絡通過本發(fā)明所提 供的通信方法，可保持移