一种车载网的移动切换方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种移动切换的实现系统，尤其设及的是一种车载网的移动切换方 法。
【背景技术】
[0002] 车载自组网由于其实用性已经受到广泛关注，成为研究的热点。车载自组网的主 要特点之一为车辆节点沿路进行高速移动，因此，如何实现车辆节点的无缝移动转交成为 研究的热点之一。 阳00引 目前现有的移动协议（如歷IPv6,FMIPV6及MIPv6)应用到城市车载网络中还存 在一些问题，主要原因为如下：
[0004] 1)现有移动协议中，移动节点需要发送和接收大量的控制信息来确保移动过程中 的通信杨通，减少数据包的丢失，而传输控制信息会消耗大量的能量，运会大幅度缩减移动 节点的寿命； 阳0化]2)现有移动协议的控制信息数据包开销较大，移动转交延迟较长从而提高了数据 包丢失率。
[0006] 因此需要提出一种移动转交延迟短，数据不包丢失率低的车载网络移动转交的实 现方法。
【发明内容】
[0007] 发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种车载网 的移动切换方法。
[0008] 技术方案：本发明公开了一种车载网的移动切换方法，所述车载网包括接入节点 和车辆节点，并通过两个W上的接入路由器接入到互联网；车载网中P个接入节点所封闭 的道路构建成一个车域My,P> 2,每个接入节点记做APyi，P>j> 1，车域My由接入节点 集合{APx.j}标识，j=l."p;-个接入节点APx.j属于两个W上的车域，且与rX.j个接入路 由器相连，rx 1，每个接入路由器记做ARx,y，rxy> 1，接入路由器ARx,y定义的网 络前缀记做GNPy,y，接入节点APy,与接入路由器ARy,y之间的关联关系由ry,个二元组< 接入节点APy,，网络前缀GNPy,y>表示；车域My由网络前缀集合Gy定义，如公式（1)所示， 表示形式为二元组集合KAPxi，GNPxiy〉};
[0010] 车辆节点的IPv6地址由网络前缀和节点ID构成，车辆节点的节点ID具有全球唯 一'性；
[0011] 车载网包含N个接入节点，节点ID为i比特，i<64,节点ID空间为[1,21- 1]，将 节点ID空间划分为N份，每个接入节点保存一份节点ID空间，每个接入节点的节点ID空 间具有唯一性；第n接入节点的节点ID空间为[L(n)，U(n)]，l《n《N，如公式（2)和公 式（3)所示，第n个接入节点的节点IDA(n)如公式（4)所示，接入节点的节点ID预先设 置；
[0015] 接入路由器保存一个绑定表，每个表项包含两个域：节点域和车域域，节点域记录 一个车辆节点的节点ID，车域域记录定义该车辆节点所在车域的二元组集合；
[0016] 接入节点为其所属的每个车域保存一个邻居表，邻居表每个表项包含=个域：邻 居接入节点域，网络前缀域W及坐标域；邻居接入节点域记录邻居接入节点的节点ID，网 络前缀域记录与该邻居节点相连的接入路由器定义的网络前缀，坐标域为邻居接入节点的 地理坐标。
[0017] 上述过程提出了一个车域由多个网络前缀所标识，从而降低移动切换带来的延迟 和丢包率。
[0018] 本发明所述方法中，接入节点APy,与接入路由器ARy,y相连，接入节点APy,通过 接收接入路由器ARy,y广播的路由消息获取接入路由器ARy,y的网络前缀，接入节点APy, 获取接入路由器ARy,y的网络前缀和节点ID后，通过下述步骤建立邻居表：
[0019] 步骤101 :开始；
[0020] 步骤102 :接入节点APx广播一条邻居表建立消息，负载为接入节点APxi的坐标， W及与接入节点APy,相连的接入路由器的网络前缀；
[0021] 步骤103 :收到邻居表建立消息的车辆节点或者是接入节点根据下述S种情况分 别进行如下操作：
[0022] 情况1 :车辆节点收到邻居表建立消息且该车辆节点不在任何接入节点的通信范 围内，则该车辆节点转发收到的邻居表建立消息，执行步骤103;
[0023] 情况2:车辆节点收到邻居表建立消息且该车辆节点在一个接入节点的通信范围 内，则该车辆节点将收到的邻居表建立消息的目的地址更新为该接入节点的地址，然后发 送该邻居表建立消息，执行步骤103;
[0024] 情况3:接入节点收到邻居表建立消息，则收到邻居表建立消息的接入节点在邻 居表中创建一个表项，该表项的邻居接入节点域为接入节点APy,的节点ID，网络前缀域为 邻居表建立消息中与接入节点APy,相连的接入路由器的网络前缀，坐标域为邻居表建立消 息中的接入节点APy,的坐标值； 阳02引步骤104 :结束；
[00%] 通过接收到邻居接入节点广播的邻居表建立消息，接入节点为每个所属的车域建 立一个邻居表。
[0027] 本发明所述方法中，在车辆节点Vl位于车域Ml，接入节点APi2属于车域MI的情况 下，车辆节点Vl启动后，采用MC地址作为临时地址并向接入节点APi2申请节点ID，包括 如下步骤： 阳02引步骤201:开始；
[0029] 步骤202 :车辆节点Vl向接入节点APi2发送地址请求消息，地址请求消息负载为 车辆节点Vl的地理坐标；
[0030] 步骤203 :接入节点APi2收到地址请求消息后，在自己的节点ID空间中为车辆节 点Vl分配一个节点ID，向车辆节点Vl返回一个地址响应消息，地址响应消息负载为分配 的节点IDW及定义车域Mi的二元组集合，然后接入节点APi2将分配给车辆节点Vl的节点 ID设置为已分配状态；
[0031] 步骤204 :车辆节点Vl收到地址响应消息后，将地址响应消息中的节点ID设置为 自己的节点ID，保存地址响应消息中定义车域Mi的二元组集合，同时选择与接入节点AP1 2 相连的一个接入路由器ARl作为家乡代理，向接入路由器ARl发送一条注册消息，注册消息 负载为定义车域Mi的二元组集合；
[0032] 步骤205 :接入路由器ARl收到注册消息后，在绑定表中增加一个表项，该表项的 节点域为车辆节点Vl的节点ID，车域域为注册消息中定义车域Mi的二元组集合； 阳03引步骤206 :结束；
[0034] 车辆节点获取节点ID后，在整个生命周期中由该节点ID唯一标识；
[0035] 车辆节点获取定义所在车域的二元组集合后，将节点ID与定义该车域的网络前 缀相结合构建IPv6地址。
[0036] 通过上述过程，车辆节点通过一次节点配置可W同时获取多个具有不同网络前缀 的IPv6地址，从而大幅度降低了地址配置延迟，同时车辆节点可W通过多个具有不同网络 前缀的IPv6地址进行通信，从而提高通信质量。
[0037] 本发明所述方法中，接入节点保存一个切换表，用于暂时记录进行移动切换的车 辆节点，切换表的每个表项包括=个域：车辆节点域，车辆节点原来的车域W及车辆节点当 前的车域；
[003引车辆节点Vl通过接入节点APi2从车域M2进入车域M1，接入节点APi2进行如下切 换操作：
[0039] 步骤301:开始；
[0040] 步骤302 :接入节点APi2向车辆节点Vl发送移动切换消息，移动切换消息负载为 定义车域Mi的二元组集合；接入节点AP1 2在切换表中创建一个表项，车辆节点域为车辆节 点Vl的节点ID，车辆节点原来的车域为定义车域Mz的二元组集合，车辆节点当前的车域为 定义车域Mi的二元组集合；
[0041] 步骤303 :车辆节点Vl收到移动切换消息后，保存定义车域Mi的二元组集合，然后 向家乡代理ARl发送一条绑定消息，绑定消息负载为定义车域Mi的二元组集合；
[0042] 步骤304 :家乡代理ARl收到绑定消息后，在绑定表中查找车辆节点Vl的表项，将 车域域更新为定义车域Mi的二元组集合； 阳0创步骤305:结束。
[0044] 通过上述过程，车辆节点在移动切换过程中无需配置转交地址，从而大幅度降低 了移动切换延迟。由于移动切换延迟与丢包率成正比，因此由移动切换引起的丢包率大幅 度下降。
[0045] 本发明所述方法中，在Tl时刻，车辆节点Vl位于车域Mz中，车域M 2由接入节 点APz1和接入节点AP2 2所封闭的道路构建，由二元组集合K接入节点AP2 1，网络前缀 GNPz 1 1〉，<接入节点APz1，网络前缀GNPz 1 2〉，<接入节点APz 2,网络前缀GNPz 2 1〉}定义； 接入节点APz 2与接入路由器AR 2 2 1相连，接入路由器AR 2 2 1定义网络前缀GNP 2 2 1，接入节 点APz 1与接入路由器AR 2 1郝接入路由器AR 2 1 2相连，接入路由器AR 2 1鹿义网络前缀 GNPz 1 1，接入路由器ARz 1 2定义网络前缀GNP 2 1 2;
[0046]在T2时刻，车辆节点Vl从车域Mz进入车域M1，车域Mi由接入节点AP1郝接入节 点APi 2所封闭的道路构建，由二元组集合{<接入节点AP 11，网络前缀GNPi 1 1〉，<接入节点 APi 2,网络前缀GNPi 2 1〉，<接入节点APi 2,网络前缀GNPi 2 2〉}定义，接入节点APi 1与接入 路由器ARi1 1相连，接入路由器ARi1 1定义了网络前缀GNPi1 1;接入路由器ARi1 1为车辆节 点Vl的家乡代理浪入节点APi2与接入路由器ARi2 1相连，接入路由器ARi2鹿义了网络 前缀GNPi2 1;接入节点AP1 2与接入路由器AR1 2 2相连，接入路由器AR1 2 2定义了网络前缀 GNPi2 2;
[0047] 在Tl时刻，车辆节点Vl将网络前缀GNPz11与自己的节点ID相结合构建一个IPv6 地址并向移动节点MNl发送数