專利名稱：一種基于IPv6的城市車載網(wǎng)移動切換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種移動切換方法，尤其涉及的是一種基于IPv6的城市車載網(wǎng)移動切換方法。
背景技術(shù)：
隨著下一代網(wǎng)絡(luò)(IPv6網(wǎng)絡(luò))的不斷成熟和發(fā)展，基于IPv6的城市車載網(wǎng)已成為未來發(fā)展的必然趨勢。車載自組網(wǎng)的主要特點之一為車輛節(jié)點沿路進行移動，因此，如何實現(xiàn)車輛節(jié)點的無縫移動切換成為研究的熱點之一。由于車載網(wǎng)絡(luò)與IPv6網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)不同，因此IPv6中的移動協(xié)議很難在車載網(wǎng)中有效工作。因此，如何實現(xiàn)低延遲的車載網(wǎng)移動切換成為迫切需要解決的重要問題。

發(fā)明內(nèi)容
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，提供一種基于IPv6的城市車載網(wǎng)移動切換方法。技術(shù)方案本發(fā)明公開了一種基于IPv6的城市車載網(wǎng)移動切換方法,所述城市車載網(wǎng)包括邊界路由器、接入路由器、接入節(jié)點以及車輛節(jié)點；其中，邊界路由器作為一個城市車載網(wǎng)的邊界路由器與互聯(lián)網(wǎng)的骨干網(wǎng)連接；所有接入節(jié)點覆蓋整個城市車載網(wǎng)，并與一個接入路由器相連，接入路由器通過邊界路由器接入互聯(lián)網(wǎng)，車輛節(jié)點通過一跳范圍內(nèi)的接入節(jié)點接入互聯(lián)網(wǎng)；一個城市車載網(wǎng)劃分為多個路域，路域為與同一個接入路由器所連接的所有接入節(jié)點所覆蓋的區(qū)域；—個路域劃分為多個路段，路段為一個接入節(jié)點覆蓋的區(qū)域；城市車載網(wǎng)的IPv6地址包括四個部分第一部分是全局路由前綴，一個邊界路由器標識一個城市車載網(wǎng)的全局路由前綴，與一個邊界路由器相連的所有接入路由器的全局路由前綴都相同，接入節(jié)點的全局路由前綴與其連接的接入路由器的全局路由前綴相同，車輛節(jié)點的全局路由前綴與其連接的接入節(jié)點的全局路由前綴相同；第二部分為接入路由器ID，接入路由器ID唯一標識一個路域，一個路域中所有接入節(jié)點及車輛節(jié)點的接入路由器ID都相同，其值等于相同路域中接入路由器的接入路由器ID ;第三部分為接入節(jié)點ID，它唯一標識一個接入節(jié)點，從一個接入節(jié)點獲取IPv6地址的所有車輛節(jié)點的接入節(jié)點ID都相同；第四部分為車輛節(jié)點ID，它唯一標識一個車輛節(jié)點；邊界路由器的接入路由器ID，接入節(jié)點ID和車輛節(jié)點ID為0，接入路由器的接入節(jié)點ID和車輛節(jié)點ID為0，接入節(jié)點的車輛節(jié)點ID為O ;車輛節(jié)點加入城市車載網(wǎng)時從所在路段的接入節(jié)點獲取家鄉(xiāng)IPv6地址，車輛節(jié)點移動過程中一直由家鄉(xiāng)IPv6地址唯一標識，無需獲取轉(zhuǎn)交地址；邊界路由器保存一個車輛節(jié)點記錄表，每個表項包括車輛節(jié)點的家鄉(xiāng)IPv6地址及車輛節(jié)點當前所在路域的接入路由器的IPv6地址；
接入路由器保存一個車輛節(jié)點路由記錄表,每個表項包括車輛節(jié)點的家鄉(xiāng)IPv6地址以及車輛節(jié)點所在路段的接入節(jié)點的IPv6地址；接入節(jié)點保存一個鄰居接入節(jié)點記錄表，用于記錄與同一個接入路由器相連的鄰居接入節(jié)點的信息，包括鄰居接入節(jié)點的IPv6地址以及鄰居接入節(jié)點的地理坐標；車輛節(jié)點通過全球定位系統(tǒng)獲取當前地理坐標，并定期廣播一個信標消息，消息負載為當前所在位置的地理坐標，以及所在路段的接入節(jié)點的IPv6地址；接入節(jié)點的位置固定，接入節(jié)點的鄰居接入節(jié)點記錄表在初始化階段預(yù)先設(shè)置且不發(fā)生變化。例如，基站均勻分布于城市的各個角落，所有基站覆蓋整個城市。這些基站一旦建立，其所在位置的地理坐標即不發(fā)生變化，其所在網(wǎng)絡(luò)的路由前綴根據(jù)所在位置的地理坐標也被預(yù)先設(shè)置，不發(fā)生變化。本發(fā)明所述方法中，如果車輛節(jié)點在路段RSl上移動且路段RSl的接入節(jié)點為接·入節(jié)點AP1，車輛節(jié)點定期向接入節(jié)點APl廣播信標消息，當接入節(jié)點APl根據(jù)車輛節(jié)點的地理坐標以及鄰居接入節(jié)點記錄表檢測到車輛節(jié)點進入路段RSl和路段RS2的交叉區(qū)域時，如果路段RS2的接入節(jié)點為接入節(jié)點AP2且接入節(jié)點APl和接入節(jié)點AP2在同一個路域內(nèi)，那么接入節(jié)點APl進行如下預(yù)移動切換操作步驟301:開始；步驟302 :接入節(jié)點APl向所在路域的接入路由器發(fā)送預(yù)轉(zhuǎn)交消息，消息負載為車輛節(jié)點的IPv6地址與接入節(jié)點AP2的IPv6地址；步驟303 :接入路由器收到預(yù)轉(zhuǎn)交消息后，查看車輛節(jié)點路由記錄表，將對應(yīng)表項的接入節(jié)點的IPv6地址更新為接入節(jié)點AP2的IPv6地址，同時預(yù)留目的地址為該車輛節(jié)點的IPv6地址的數(shù)據(jù)包；步驟304 :接入節(jié)點AP2收到車輛節(jié)點的信標消息后，向接入路由器發(fā)送激活消息，消息負載為車輛節(jié)點的IPv6地址和接入節(jié)點APl的IPv6地址；步驟305 :接入路由器收到接入節(jié)點AP2的激活消息后，將預(yù)留的數(shù)據(jù)包發(fā)送給接入節(jié)點AP2，接入節(jié)點AP2再將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給車輛節(jié)點；步驟306 ，車輛節(jié)點收到接入節(jié)點AP2轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包后，保存接入節(jié)點AP2的IPv6地址且其后續(xù)信標消息中的負載為接入節(jié)點AP2的IPv6地址；步驟307:結(jié)束。上述預(yù)轉(zhuǎn)交過程中，車輛節(jié)點的IPv6地址無需變化，節(jié)省了移動切換延遲，由于三層移動切換在二層移動切換之前進行，在車輛節(jié)點進行二層移動切換過程中由所在路域的接入路由器預(yù)保留車輛節(jié)點的數(shù)據(jù)，當車輛節(jié)點二層移動切換完成后，由接入路由器將預(yù)留的數(shù)據(jù)再轉(zhuǎn)交給車輛節(jié)點，從而降低了數(shù)據(jù)丟包率，縮短了移動切換時間，確保了通信的連續(xù)性。整個移動切換過程無需車輛節(jié)點參與，從而避免了由于車輛節(jié)點高速行駛引起的丟包率而增加移動切換代價和延遲的情況，從而降低了了移動切換延遲和代價。本發(fā)明所述方法中，如果車輛節(jié)點在路段RSl上移動且路段RSl的接入節(jié)點為接入節(jié)點AP1，車輛節(jié)點定期向接入節(jié)點APl廣播信標消息，當接入節(jié)點APl根據(jù)車輛節(jié)點的地理坐標以及鄰居接入節(jié)點記錄表檢測到車輛節(jié)點進入路段RSl和路段RS2的交叉區(qū)域時，如果路段RS2的接入節(jié)點為AP2，接入節(jié)點APl屬于路域RDl且其接入路由器為接入路由器AR1，接入節(jié)點AP2屬于路域RD2且其接入路由器為接入路由器AR2，那么接入節(jié)點APl進行如下預(yù)移動切換操作步驟401:開始；步驟402 :接入節(jié)點APl向所在路域的接入路由器ARl發(fā)送預(yù)轉(zhuǎn)交消息，消息負載為車輛節(jié)點的IPv6地址與接入節(jié)點AP2的IPv6地址；步驟403 :接入路由器ARl收到預(yù)轉(zhuǎn)交消息后，通過接入節(jié)點AP2的IPv6地址判定其屬于不同的路域，將預(yù)轉(zhuǎn)交消息轉(zhuǎn)發(fā)給所在城市車載網(wǎng)的邊界路由器；步驟404:邊界路由器收到預(yù)轉(zhuǎn)交消息后，查找車輛節(jié)點記錄表，將對應(yīng)表項的接入路由器的IPv6地址更新為接入路由器AR2的IPv6地址，此地址從接入節(jié)點AP2的IPv6地址獲取，同時保留目的地址為車輛節(jié)點的數(shù)據(jù)包；步驟405 :接入路由器ARl無法收到車輛節(jié)點的信標消息，將車輛節(jié)點對應(yīng)表項從 車輛節(jié)點路由記錄表中刪除；步驟406 :接入節(jié)點AP2收到車輛節(jié)點的信標消息后，向接入路由器AR2發(fā)送激活消息，消息負載為車輛節(jié)點的IPv6地址和接入節(jié)點APl的IPv6地址；步驟407 :接入路由器AR2收到接入節(jié)點AP2的激活消息后，檢測到接入節(jié)點APl屬于不同的路域，將激活消息轉(zhuǎn)發(fā)到邊界路由器，同時在車輛節(jié)點路由記錄表中增加一條車輛節(jié)點的表項，其中，接入節(jié)點的IPv6地址為接入節(jié)點AP2的IPv6地址；步驟408 :邊界路由器收到激活消息后，將保留的目的地址為車輛節(jié)點的數(shù)據(jù)包以及后續(xù)數(shù)據(jù)包發(fā)送給接入路由器AR2，接入路由器AR2將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給接入節(jié)點AP2，最后到達車輛節(jié)點；步驟409 :車輛節(jié)點收到接入節(jié)點AP2轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包后，保存接入節(jié)點AP2的IPv6地址且其后續(xù)信標消息中的負載為接入節(jié)點AP2的IPv6地址；步驟410:結(jié)束。上述預(yù)轉(zhuǎn)交過程中，車輛節(jié)點的IPv6地址無需變化，節(jié)省了移動切換延遲，由于三層移動切換在二層移動切換之前進行，在車輛節(jié)點進行二層移動切換過程中由所在車載網(wǎng)的邊界路由器預(yù)保留車輛節(jié)點的數(shù)據(jù)，當車輛節(jié)點二層移動切換完成后，由邊界路由器將預(yù)留的數(shù)據(jù)再轉(zhuǎn)交給車輛節(jié)點，從而降低了數(shù)據(jù)丟包率，縮短了移動切換時間，確保了通信的連續(xù)性。整個移動切換過程無需車輛節(jié)點參與，從而避免了由于車輛節(jié)點高速行駛引起的丟包率而增加移動切換代價和延遲的情況，從而降低了了移動切換延遲和代價。有益效果本發(fā)明提供了一種基于IPv6的城市車載網(wǎng)移動切換方法，此實現(xiàn)方法可廣泛用于城市車載網(wǎng)絡(luò)。在車載網(wǎng)中，車輛節(jié)點高度行駛，因此在移動切換中會引起丟包率，從而降低通信質(zhì)量。本發(fā)明縮短了車輛節(jié)點的移動切換延遲，降低了車輛節(jié)點的丟包率。通過本發(fā)明，車輛節(jié)點在移動過程中可以更好地獲取互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，例如視頻和音步頁等。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做更進一步的具體說明，本發(fā)明的上述和/或其他方面的優(yōu)點將會變得更加清楚。圖I為本發(fā)明所述的基于IPv6的城市車載網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)不意圖。圖2為本發(fā)明所述的IPv6地址結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明所述的車輛節(jié)點記錄表結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明所述的車輛節(jié)點路由記錄表結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明所述的鄰居接入節(jié)點記錄表結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本發(fā)明所述的路域內(nèi)移動切換流程示意圖。圖7為本發(fā)明所述的路域間移動切換流程示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供了一種基于IPv6的城市車載網(wǎng)移動切換方法，此實現(xiàn)方法可廣泛用于城市車載網(wǎng)絡(luò)。在車載網(wǎng)中，車輛節(jié)點高度行駛，因此在移動切換中會引起丟包率，從而降低通信質(zhì)量。本發(fā)明縮短了車輛節(jié)點的移動切換延遲，降低了車輛節(jié)點的丟包率。通過本發(fā)明，車輛節(jié)點在移動過程中可以更好地獲取互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，例如視頻和音頻等?！?br> 圖I為本發(fā)明所述的基于IPv6的城市車載網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)示意圖。所述城市車載網(wǎng)包括邊界路由器I、接入路由器2、接入節(jié)點3以及車輛節(jié)點4 ;其中，邊界路由器I作為一個城市車載網(wǎng)的邊界路由器與互聯(lián)網(wǎng)的骨干網(wǎng)連接；所有接入節(jié)點3覆蓋整個城市車載網(wǎng)，并與一個接入路由器2相連，接入路由器2通過邊界路由器I接入互聯(lián)網(wǎng)，車輛節(jié)點4通過一跳范圍內(nèi)的接入節(jié)點3接入互聯(lián)網(wǎng)；一個城市車載網(wǎng)劃分為多個路域5，路域5為與同一個接入路由器2所連接的所有接入節(jié)點3所覆蓋的區(qū)域；一個路域5劃分為多個路段6，路段6為一個接入節(jié)點3覆蓋的區(qū)域；當車輛節(jié)點4行駛到兩個路段的交叉區(qū)域7時，啟動移動切換過程。圖2為本發(fā)明所述的IPv6地址結(jié)構(gòu)示意圖。城市車載網(wǎng)的IPv6地址包括四個部分第一部分是全局路由前綴，一個邊界路由器標識一個城市車載網(wǎng)的全局路由前綴，與一個邊界路由器相連的所有接入路由器的全局路由前綴都相同，接入節(jié)點的全局路由前綴與其連接的接入路由器的全局路由前綴相同，車輛節(jié)點的全局路由前綴與其連接的接入節(jié)點的全局路由前綴相同；第二部分為接入路由器ID，接入路由器ID唯一標識一個路域，一個路域中所有接入節(jié)點及車輛節(jié)點的全局路由前綴及接入路由器ID都相同，其值等于相同路域中接入路由器的全局路由前綴和接入路由器ID ;第三部分為接入節(jié)點ID，它唯一標識一個接入節(jié)點，從一個接入節(jié)點獲取IPv6地址的所有車輛節(jié)點的全局路由前綴、接入路由器ID以及接入節(jié)點ID都相同；第四部分為車輛節(jié)點ID，它唯一標識一個車輛節(jié)點；邊界路由器的接入路由器ID，接入節(jié)點ID和車輛節(jié)點ID為0，接入路由器的接入節(jié)點ID和車輛節(jié)點ID為0，接入節(jié)點的車輛節(jié)點ID為O ;車輛節(jié)點加入城市車載網(wǎng)時從所在路段的接入節(jié)點獲取家鄉(xiāng)IPv6地址，車輛節(jié)點移動過程中一直由家鄉(xiāng)IPv6地址唯一標識，無需獲取轉(zhuǎn)交地址。圖3為本發(fā)明所述的車輛節(jié)點記錄表結(jié)構(gòu)示意圖。邊界路由器保存一個車輛節(jié)點記錄表，每個表項包括車輛節(jié)點的家鄉(xiāng)IPv6地址及車輛節(jié)點當前所在路域的接入路由器的IPv6地址。圖4為本發(fā)明所述的車輛節(jié)點路由記錄表結(jié)構(gòu)示意圖。接入路由器保存一個車輛節(jié)點路由記錄表，每個表項包括車輛節(jié)點的家鄉(xiāng)IPv6地址以及車輛節(jié)點所在路段的接入節(jié)點的IPv6地址。圖5為本發(fā)明所述的鄰居接入節(jié)點記錄表結(jié)構(gòu)示意圖。接入節(jié)點保存一個鄰居接入節(jié)點記錄表，用于記錄與同一個接入路由器相連的鄰居接入節(jié)點的信息，包括鄰居接入節(jié)點的IPv6地址以及鄰居接入節(jié)點的地理坐標。車輛節(jié)點通過全球定位系統(tǒng)獲取當前地理坐標，并定期廣播一個信標消息，消息負載為當前所在位置的地理坐標，以及所在路段的接入節(jié)點的IPv6地址；接入節(jié)點的位置固定，接入節(jié)點的鄰居接入節(jié)點記錄表在初始化階段預(yù)先設(shè)置且不發(fā)生變化。例如，基站均勻分布于城市的各個角落，所有基站覆蓋整個城市。這些基站一旦建立，其所在位置的地理坐標即不發(fā)生變化，其所在網(wǎng)絡(luò)的路由前綴根據(jù)所在位置的地理坐標也被預(yù)先設(shè)置，不發(fā)生變化。圖6為本發(fā)明所述的路域內(nèi)移動切換流程示意圖。如果車輛節(jié)點在路段RSl上移動且路段RSl的接入節(jié)點為接入節(jié)點AP1，車輛節(jié)點定期向接入節(jié)點APl廣播信標消息，當接入節(jié)點APl根據(jù)車輛節(jié)點的地理坐標以及鄰居接入節(jié)點記錄表檢測到車輛節(jié)點進入路段RSl和路段RS2的交叉區(qū)域時，如果路段RS2的接入節(jié)點為接入節(jié)點AP2且接入節(jié)點APl和接入節(jié)點AP2在同一個路域內(nèi)，那么接入節(jié)點APl進行如下預(yù)移動切換操作
步驟301:開始；步驟302 :接入節(jié)點APl向所在路域的接入路由器發(fā)送預(yù)轉(zhuǎn)交消息，消息負載為車輛節(jié)點的IPv6地址與接入節(jié)點AP2的IPv6地址；步驟303 :接入路由器收到預(yù)轉(zhuǎn)交消息后，查看車輛節(jié)點路由記錄表，將對應(yīng)表項的接入節(jié)點的IPv6地址更新為接入節(jié)點AP2的IPv6地址，同時預(yù)留目的地址為該車輛節(jié)點的IPv6地址的數(shù)據(jù)包；步驟304 :接入節(jié)點AP2收到車輛節(jié)點的信標消息后，向接入路由器發(fā)送激活消息，消息負載為車輛節(jié)點的IPv6地址和接入節(jié)點APl的IPv6地址；步驟305 :接入路由器收到接入節(jié)點AP2的激活消息后，將預(yù)留的數(shù)據(jù)包發(fā)送給接入節(jié)點AP2，接入節(jié)點AP2再將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給車輛節(jié)點；步驟306 :車輛節(jié)點收到接入節(jié)點AP2轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包后，保存接入節(jié)點AP2的IPv6地址且其后續(xù)信標消息中的負載為接入節(jié)點AP2的IPv6地址；步驟307:結(jié)束。上述預(yù)轉(zhuǎn)交過程中，車輛節(jié)點的IPv6地址無需變化，節(jié)省了移動切換延遲，由于三層移動切換在二層移動切換之前進行，在車輛節(jié)點進行二層移動切換過程中由所在路域的接入路由器預(yù)保留車輛節(jié)點的數(shù)據(jù)，當車輛節(jié)點二層移動切換完成后，由接入路由器將預(yù)留的數(shù)據(jù)再轉(zhuǎn)交給車輛節(jié)點，從而降低了數(shù)據(jù)丟包率，縮短了移動切換時間，確保了通信的連續(xù)性。整個移動切換過程無需車輛節(jié)點參與，從而避免了由于車輛節(jié)點高速行駛引起的丟包率而增加移動切換代價和延遲的情況，從而降低了了移動切換延遲和代價。圖7為本發(fā)明所述的路域間移動切換流程示意圖。如果車輛節(jié)點在路段RSl上移動且路段RSl的接入節(jié)點為接入節(jié)點AP1，車輛節(jié)點定期向接入節(jié)點APl廣播信標消息，當接入節(jié)點APl根據(jù)車輛節(jié)點的地理坐標以及鄰居接入節(jié)點記錄表檢測到車輛節(jié)點進入路段RSl和路段RS2的交叉區(qū)域時，如果路段RS2的接入節(jié)點為AP2，接入節(jié)點APl屬于路域RDl且其接入路由器為接入路由器AR1，接入節(jié)點AP2屬于路域RD2且其接入路由器為接入路由器AR2，那么接入節(jié)點APl進行如下預(yù)移動切換操作步驟401:開始；
步驟402 :接入節(jié)點API向所在路域的接入路由器ARl發(fā)送預(yù)轉(zhuǎn)交消息，消息負載為車輛節(jié)點的IPv6地址與接入節(jié)點AP2的IPv6地址；步驟403 :接入路由器ARl收到預(yù)轉(zhuǎn)交消息后，通過接入節(jié)點AP2的IPv6地址判定其屬于不同的路域，將預(yù)轉(zhuǎn)交消息轉(zhuǎn)發(fā)給所在城市車載網(wǎng)的邊界路由器；步驟404:邊界路由器收到預(yù)轉(zhuǎn)交消息后，查找車輛節(jié)點記錄表，將對應(yīng)表項的接入路由器的IPv6地址更新為接入路由器AR2的IPv6地址，此地址從接入節(jié)點AP2的IPv6地址獲取，同時保留目的地址為車輛節(jié)點的數(shù)據(jù)包；步驟405 :接入路由器ARl無法收到車輛節(jié)點的信標消息，將車輛節(jié)點對應(yīng)表項從車輛節(jié)點路由記錄表中刪除；步驟406 :接入節(jié)點AP2收到車輛節(jié)點的信標消息后，向接入路由器AR2發(fā)送激活消息，消息負載為車輛節(jié)點的IPv6地址和接入節(jié)點APl的IPv6地址； 步驟407 :接入路由器AR2收到接入節(jié)點AP2的激活消息后，檢測到接入節(jié)點APl屬于不同的路域，將激活消息轉(zhuǎn)發(fā)到邊界路由器，同時在車輛節(jié)點路由記錄表中增加一條車輛節(jié)點的表項，其中，接入節(jié)點的IPv6地址為接入節(jié)點AP2的IPv6地址；步驟408 :邊界路由器收到激活消息后，將保留的目的地址為車輛節(jié)點的數(shù)據(jù)包以及后續(xù)數(shù)據(jù)包發(fā)送給接入路由器AR2，接入路由器AR2將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給接入節(jié)點AP2，最后到達車輛節(jié)點；步驟409 :車輛節(jié)點收到接入節(jié)點AP2轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包后，保存接入節(jié)點AP2的IPv6地址且其后續(xù)信標消息中的負載為接入節(jié)點AP2的IPv6地址；步驟410:結(jié)束。上述預(yù)轉(zhuǎn)交過程中，車輛節(jié)點的IPv6地址無需變化，節(jié)省了移動切換延遲，由于三層移動切換在二層移動切換之前進行，在車輛節(jié)點進行二層移動切換過程中由所在車載網(wǎng)的邊界路由器預(yù)保留車輛節(jié)點的數(shù)據(jù)，當車輛節(jié)點二層移動切換完成后，由邊界路由器將預(yù)留的數(shù)據(jù)再轉(zhuǎn)交給車輛節(jié)點，從而降低了數(shù)據(jù)丟包率，縮短了移動切換時間，確保了通信的連續(xù)性。整個移動切換過程無需車輛節(jié)點參與，從而避免了由于車輛節(jié)點高速行駛引起的丟包率而增加移動切換代價和延遲的情況，從而降低了了移動切換延遲和代價。綜上所述，本發(fā)明提供了一種基于IPv6的城市車載網(wǎng)移動切換方法，此實現(xiàn)方法可廣泛用于城市車載網(wǎng)絡(luò)。在車載網(wǎng)中，車輛節(jié)點高度行駛，因此在移動切換中會引起丟包率，從而降低通信質(zhì)量。本發(fā)明縮短了車輛節(jié)點的移動切換延遲，降低了車輛節(jié)點的丟包率。通過本發(fā)明，車輛節(jié)點在移動過程中可以更好地獲取互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，例如視頻和音頻等，因此，本技術(shù)具有很高的推廣價值。本發(fā)明提供了一種基于IPv6的城市車載網(wǎng)移動切換方法的思路，具體實現(xiàn)該技術(shù)方案的方法和途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。本實施例中未明確的各組成部份均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種基于IPv6的城市車載網(wǎng)移動切換方法，其特征在于，所述城市車載網(wǎng)包括邊界路由器、接入路由器、接入節(jié)點以及車輛節(jié)點；其中，邊界路由器作為一個城市車載網(wǎng)的邊界路由器與互聯(lián)網(wǎng)的骨干網(wǎng)連接；所有接入節(jié)點覆蓋整個城市車載網(wǎng)，并與一個接入路由器相連，接入路由器通過邊界路由器接入互聯(lián)網(wǎng)，車輛節(jié)點通過一跳范圍內(nèi)的接入節(jié)點接入互聯(lián)網(wǎng)； 一個城市車載網(wǎng)劃分為多個路域，路域為與同一個接入路由器所連接的所有接入節(jié)點所覆蓋的區(qū)域； 一個路域劃分為多個路段，路段為一個接入節(jié)點覆蓋的區(qū)域； 城市車載網(wǎng)的IPv6地址包括四個部分第一部分是全局路由前綴，一個邊界路由器標識一個城市車載網(wǎng)的全局路由前綴，與一個邊界路由器相連的所有接入路由器的全局路由前綴都相同，接入節(jié)點的全局路由前綴與其連接的接入路由器的全局路由前綴相同，車輛節(jié)點的全局路由前綴與其連接的接入節(jié)點的全局路由前綴相同；第二部分為接入路由器ID，接入路由器ID唯一標識一個路域，一個路域中所有接入節(jié)點及車輛節(jié)點的接入路由器ID都相同，其值等于相同路域中接入路由器的接入路由器ID ;第三部分為接入節(jié)點ID，它唯一標識一個接入節(jié)點，從一個接入節(jié)點獲取IPv6地址的所有車輛節(jié)點的接入節(jié)點ID都相同；第四部分為車輛節(jié)點ID，它唯一標識一個車輛節(jié)點； 邊界路由器的接入路由器ID，接入節(jié)點ID和車輛節(jié)點ID為O，接入路由器的接入節(jié)點ID和車輛節(jié)點ID為O，接入節(jié)點的車輛節(jié)點ID為O ; 車輛節(jié)點加入城市車載網(wǎng)時從所在路段的接入節(jié)點獲取家鄉(xiāng)IPv6地址，車輛節(jié)點移動過程中一直由家鄉(xiāng)IPv6地址唯一標識，無需獲取轉(zhuǎn)交地址； 邊界路由器保存一個車輛節(jié)點記錄表，每個表項包括車輛節(jié)點的家鄉(xiāng)IPv6地址及車輛節(jié)點當前所在路域的接入路由器的IPv6地址； 接入路由器保存一個車輛節(jié)點路由記錄表，每個表項包括車輛節(jié)點的家鄉(xiāng)IPv6地址以及車輛節(jié)點所在路段的接入節(jié)點的IPv6地址； 接入節(jié)點保存一個鄰居接入節(jié)點記錄表，用于記錄與同一個接入路由器相連的鄰居接入節(jié)點的信息，包括鄰居接入節(jié)點的IPv6地址以及鄰居接入節(jié)點的地理坐標； 車輛節(jié)點通過全球定位系統(tǒng)獲取當前地理坐標，并定期廣播一個信標消息，消息負載為當前所在位置的地理坐標，以及所在路段的接入節(jié)點的IPv6地址； 接入節(jié)點的位置固定，接入節(jié)點的鄰居接入節(jié)點記錄表在初始化階段預(yù)先設(shè)置且不發(fā)生變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于IPv6的城市車載網(wǎng)移動切換方法，其特征在于，如果車輛節(jié)點在路段RSl上移動且路段RSl的接入節(jié)點為接入節(jié)點APl，車輛節(jié)點定期向接入節(jié)點APl廣播信標消息，當接入節(jié)點APl根據(jù)車輛節(jié)點的地理坐標以及鄰居接入節(jié)點記錄表檢測到車輛節(jié)點進入路段RSl和路段RS2的交叉區(qū)域時，如果路段RS2的接入節(jié)點為接入節(jié)點AP2且接入節(jié)點APl和接入節(jié)點AP2在同一個路域內(nèi)，那么接入節(jié)點APl進行如下預(yù)移動切換操作 步驟301 :開始； 步驟302 :接入節(jié)點APl向所在路域的接入路由器發(fā)送預(yù)轉(zhuǎn)交消息，消息負載為車輛節(jié)點的IPv6地址與接入節(jié)點AP2的IPv6地址；步驟303 :接入路由器收到預(yù)轉(zhuǎn)交消息后，查看車輛節(jié)點路由記錄表，將對應(yīng)表項的接入節(jié)點的IPv6地址更新為接入節(jié)點AP2的IPv6地址，同時預(yù)留目的地址為該車輛節(jié)點的IPv6地址的數(shù)據(jù)包； 步驟304 :接入節(jié)點AP2收到車輛節(jié)點的信標消息后，向接入路由器發(fā)送激活消息，消息負載為車輛節(jié)點的IPv6地址和接入節(jié)點APl的IPv6地址； 步驟305 :接入路由器收到接入節(jié)點AP2的激活消息后，將預(yù)留的數(shù)據(jù)包發(fā)送給接入節(jié)點AP2，接入節(jié)點AP2再將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給車輛節(jié)點； 步驟306 ，車輛節(jié)點收到接入節(jié)點AP2轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包后，保存接入節(jié)點AP2的IPv6地址且其后續(xù)信標消息中的負載為接入節(jié)點AP2的IPv6地址； 步驟307 :結(jié)束。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于IPv6的城市車載網(wǎng)移動切換方法，其特征在于，如果車輛節(jié)點在路段RSl上移動且路段RSl的接入節(jié)點為接入節(jié)點AP1，車輛節(jié)點定期向接入節(jié)點APl廣播信標消息，當接入節(jié)點APl根據(jù)車輛節(jié)點的地理坐標以及鄰居接入節(jié)點記錄表檢測到車輛節(jié)點進入路段RSl和路段RS2的交叉區(qū)域時，如果路段RS2的接入節(jié)點為AP2，接入節(jié)點APl屬于路域RDl且其接入路由器為接入路由器ARl，接入節(jié)點AP2屬于路域RD2且其接入路由器為接入路由器AR2，那么接入節(jié)點APl進行如下預(yù)移動切換操作 步驟401 :開始； 步驟402 :接入節(jié)點APl向所在路域的接入路由器ARl發(fā)送預(yù)轉(zhuǎn)交消息，消息負載為車輛節(jié)點的IPv6地址與接入節(jié)點AP2的IPv6地址； 步驟403 :接入路由器ARl收到預(yù)轉(zhuǎn)交消息后，通過接入節(jié)點AP2的IPv6地址判定其屬于不同的路域，將預(yù)轉(zhuǎn)交消息轉(zhuǎn)發(fā)給所在城市車載網(wǎng)的邊界路由器； 步驟404:邊界路由器收到預(yù)轉(zhuǎn)交消息后，查找車輛節(jié)點記錄表，將對應(yīng)表項的接入路由器的IPv6地址更新為接入路由器AR2的IPv6地址，此地址從接入節(jié)點AP2的IPv6地址獲取，同時保留目的地址為車輛節(jié)點的數(shù)據(jù)包； 步驟405 :接入路由器ARl無法收到車輛節(jié)點的信標消息，將車輛節(jié)點對應(yīng)表項從車輛節(jié)點路由記錄表中刪除； 步驟406 :接入節(jié)點AP2收到車輛節(jié)點的信標消息后，向接入路由器AR2發(fā)送激活消息，消息負載為車輛節(jié)點的IPv6地址和接入節(jié)點APl的IPv6地址； 步驟407 :接入路由器AR2收到接入節(jié)點AP2的激活消息后，檢測到接入節(jié)點APl屬于不同的路域，將激活消息轉(zhuǎn)發(fā)到邊界路由器，同時在車輛節(jié)點路由記錄表中增加一條車輛節(jié)點的表項，其中，接入節(jié)點的IPv6地址為接入節(jié)點AP2的IPv6地址； 步驟408 :邊界路由器收到激活消息后，將保留的目的地址為車輛節(jié)點的數(shù)據(jù)包以及后續(xù)數(shù)據(jù)包發(fā)送給接入路由器AR2，接入路由器AR2將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給接入節(jié)點AP2，最后到達車輛節(jié)點； 步驟409 :車輛節(jié)點收到接入節(jié)點AP2轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包后，保存接入節(jié)點AP2的IPv6地址且其后續(xù)信標消息中的負載為接入節(jié)點AP2的IPv6地址； 步驟410 :結(jié)束。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于IPv6的城市車載網(wǎng)移動切換方法，所述城市車載網(wǎng)包括邊界路由器、接入路由器、接入節(jié)點以及車輛節(jié)點；其中，邊界路由器作為一個城市車載網(wǎng)的邊界路由器與互聯(lián)網(wǎng)的骨干網(wǎng)連接；所有接入節(jié)點覆蓋整個城市車載網(wǎng)，并與一個接入路由器相連，接入路由器通過邊界路由器接入互聯(lián)網(wǎng)，車輛節(jié)點通過一跳范圍內(nèi)的接入節(jié)點接入互聯(lián)網(wǎng)。
文檔編號H04W8/08GK102905247SQ20121038119
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月9日
發(fā)明者王曉喃 申請人:常熟理工學院