一种基于定位的无线网络通信的实现方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种通信的实现方法，尤其设及的是一种基于定位的无线网络通信的 实现方法。
【背景技术】
[0002] 随着下一代互联网的不断成熟和发展，下一代无线网络已成为未来发展的必然趋 势。下一代无线网络具有W下优势：
[0003] (1)IPv6是下一代互联网的协议标准，下一代无线网络有助于推动无线网络通信 协议的标准化；
[0004] (2)IPv6的许多技术特点（如地址自动配置、移动性支持、安全性等）对大规模无 线网络的自组织管理提供了良好支持；
[0005] (3)互联网的组网方式可W供无线网络充分借鉴，使其成为无线网络的一种合理 拓展。
[0006] 目前实现下一代无线网络的路由关键技术还不成熟，主要表现在W下方面：
[0007] (1)地址自动配置：地址自动配置是IPv6的一个重要技术特色，可W在无人干预 的情况下为每个接口配置相应的IPv6地址。该一点与无线网络自组织、自配置的设计目标 非常吻合。但是，现有的IPv6地址自动配置方式在无线网络中还存在一些问题，例如有状 态地址配置会带来大量的控制消息开销、根据MAC地址生成IPv6地址的无状态地址配置对 传感器节点间的路由寻址未带来任何方便，因此针对化oWPAN无线网络需要建立一种新的 IPv6地址自动配置机制；
[000引 似路由方案；无线网络与IPv6网络不同，在IPv6网络中，路由器与普通节点之 间有数据链路层连接，可W通过一跳到达，而无线传感器节点具有路由器与普通节点双重 身份，节点之间没有数据链路层连接，因此在无线网络中需要建立一种新的路由方式实现 IPv6节点与传感器节点之间的通信。
【发明内容】
[0009] 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，提供一种基于定 位的无线网络通信的实现方法。
[0010] 技术方案；本发明公开了一种基于定位的无线网络通信的实现方法，所述无线网 络由路由骨干网和用户移动网络构成，其中路由骨干网由一个接入路由器和一个W上接入 节点两种设备构成，用户移动网络由一个移动设备（例如：智能电话）和一个W上传感器节 点两种设备构成，传感器节点通过移动设备与其他移动设备或者传感器节点通信；一个用 户移动网络作为一个整体移动；一个移动设备与一个接入节点关联，该接入节点称为该移 动设备的关联接入节点；移动设备通过关联接入节点W及关联接入节点所在的路由骨干网 实现与其他用户移动网络的通信；
[0011] 一个地理区域内的一个W上无线网络构成一个域；在每个域中设有一个管理服务 器，管理服务器保存一个关联接入路由器表，每个表项包括=个域；移动设备域、接入路由 器域W及生命周期域；
[0012] 所述无线网络的设备的全局地址由五个部分构成，第一部分是i比特的域ID，唯 一标识一个域，在一个域中，所有接入路由器和接入节点的域ID都相同，从一个域内获取 的全局地址的域ID都相同，域ID预先设定；第二部分为j比特的网络ID，唯一标识一个无 线网络，一个无线网络内所有接入节点的网络ID都相同，在一个无线网络内获取的全局地 址的网络ID都相同，网络ID等于无线网络内接入路由器的网络ID;第S部分为k比特的 接入节点ID，唯一标识一个无线网络内的接入节点，从一个接入节点获取的全局地址的接 入节点ID都相同，值为该接入节点的接入节点ID;第四部分为n比特的移动设备ID，唯一 标识一个用户移动网络，在一个用户移动网络内的所有传感器节点的移动设备ID都相同， 其值等于相同用户移动网络的移动设备的移动设备ID;第五部分为节点ID，唯一标识一个 用户移动网络中的传感器节点；i，j，k和n为正整数，且为偶数；
[0013] 域ID，网络ID，接入节点ID和移动设备ID构成全局路由前缀；一个接入路由器的 接入节点ID和移动设备ID为0,节点ID为1;一个接入节点的移动设备ID和节点ID为0， 一个移动设备的节点ID为0;
[0014] 所述无线网络的设备的路由地址由=部分构成，第一部分为横坐标，其值等于一 个移动设备的地理横坐标；第二部分为纵坐标，其值等于一个移动设备的地理纵坐标；第 =部分为全局路由前缀，其值等于一个移动设备的全局路由前缀；
[0015] 一个接入路由器的全局地址预先设置，一个接入节点通过下述过程从一个接入路 由器获取具有全球唯一性的全局地址；
[0016] 步骤101;开始；
[0017] 步骤102;接入节点向接入路由器发送接入节点ID请求消息；
[0018] 步骤103 ;接入路由器收到接入节点ID请求消息后，向接入节点返回一个接入节 点ID响应消息，节点ID响应消息负载为状态为未分配的最小接入节点ID，接入路由器将分 配给接入节点的接入节点ID的状态设置为已分配；
[0019] 步骤104 ;接入节点收到接入节点ID响应消息后，将消息负载中的接入节点ID与 接入路由器的域ID和网络ID相结合构成自己的全局地址；
[0020] 步骤105 ;结束；
[0021] 一个无线网络内的接入节点获取全局地址后，一个移动设备从一个接入节点获取 具有全球唯一性的全局地址，包括W下步骤：
[0022] 步骤201;开始；
[0023] 步骤202 ;移动设备向接入节点发送移动设备ID请求消息；
[0024] 步骤203;接入节点收到移动设备ID请求消息后，向移动设备返回一个移动设备 ID响应消息，移动设备ID响应消息负载为状态为未分配的最小移动设备ID，接入节点将分 配给移动设备的移动设备ID的状态设置为已分配；
[0025] 步骤204;移动设备收到移动设备ID响应消息后，将消息负载中的移动设备ID与 接入节点的域ID、网络ID和接入节点ID相结合构成自己的全局地址；
[0026] 步骤205;结束。
[0027] 通过上述过程，所述无线网络中的设备获取了具有全球唯一性的地址，可W实现 网络通信。
[002引本发明所述方法中，一个用户移动网络内的移动设备获取全局地址后，该用户移 动网络内的传感器节点从该移动设备获取具有全球唯一性的全局地址，包括W下步骤：
[0029] 步骤301;开始；
[0030] 步骤302 ;传感器节点向移动设备发送节点ID请求消息；
[0031] 步骤303 ;移动设备收到节点ID请求消息后，向传感器节点返回一个节点ID响应 消息，节点ID响应消息负载为状态为未分配的最小节点ID，移动设备将分配给传感器节点 的节点ID的状态设置为已分配；
[003引步骤304 ;传感器节点收到节点ID响应消息后，将消息负载中的节点ID与移动设 备的域ID、网络ID、接入节点ID和移动设备ID相结合构成自己的全局地址；
[003引 步骤305;结束。
[0034] 通过上述过程，传感器节点可W获取具有全局唯一性的地址从而能够进行正确通 信。
[0035] 本发明所述方法中，一个用户移动网络在移动过程中，用户移动网络内的移动设 备和所有传感器节点的全局地址保持不变；
[0036] 一个接入路由器保存一个关联AP表，每个表项包含S个域；移动设备域，接入节 点域和生命周期域；一个接入节点保存一个关联移动设备表，每个表项包含两个域；移动 设备域和生命周期域；一个表项的生命周期随着时钟自动衰减，当衰减到位0时，相应的表 项自动被删除。
[0037] 本发明所述方法中，在用户移动网络U1中的移动设备P1从当前关联的接入节点 API向下一个关联的节点AP2行驶，接入节点API和接入节点AP2属于一个无线网络，该无 线网络的接入路由器为AR1的情况下，当接入节点AP2检测到移动设备P1关联到自己之 后，发起W下移动切换操作：
[003引步骤401;开始；
[0039] 步骤402 ;接入节点AP2在关联移动设备表中增加一个表项，移动设备域为移动设 备P1的全局路由前缀，生命周期设置为最大值；
[0040] 步骤403 ;接入节点AP2向接入路由器AR1发送一条更新消息，消息负载为移动设 备P1的全局路由前缀；
[0041] 步骤404 ;接入路由器AR1收到更新消息后，将移动设备P1所对应的表项的接入 节点域值设置为接入节点AP2的全局路由前缀；
[0042] 步骤405;结束。
[0043] 上述过程确保了移动设备和传感器节点在移动过程中通信的正确性和连续性，由 于在移动转交过程中无需进行配置转交地址且无需进行地址绑定，因此移动切换延迟减 少，路由延迟也降低，提高了通信质量。
[0044] 本发明所述方法中，在用户移动网络U1中的移动设备P1从当前关联的接入节点 API向下一个关联的接入节点AP2行驶，接入节点API和接入节点AP2属于两个无线网络， 接入节点API所属的无线网络的接入路由器为AR1，接入节点AP2所属的无线网络的接入路 由器为AR2,接入路由器AR1和接入路由器AR2属于一个域，该域中的管理服务器为S1的情 况下，当接入节点AP2检测到移动设备P1关联到自己之后，发起W下移动切换操作：
[0045] 步骤501;开始；
[0046] 步骤502 ;接入节点AP2在关联移动设备表中增加一个表项，移动设备域为移动设 备P1的全局路由前缀，生命周期设置为最大值；
[0047] 步骤503 ;接入节点AP2向接入路由器AR2发送一条更新消息，消息负载为移动设 备P1的全局路由前缀；
[0048] 步骤504;接入路由器AR2收到更新消息后，在自己的关联接入节点表中增加一个 表项，该表项的移动设备域为移动设备P1的全局路由前缀，接入节点域值设置为接入节点 AP2的全局路由前缀，接入路由器AR2向管理服务器S1发送一条更新消息，消息负载为移动 设备P1的全局路由前缀；
[0049] 步骤505 ;管理服务器S1收到更新消息后，将移动设备P1所对应的表项的接入路 由器域值设置为接入路由器AR2的全局路由前缀；
[0050] 步骤506;结束。
[0化1] 上述过程确保了移动设备和传感器节点在移动过程中通信的正确性和连续性，由 于在移动转交过程中无需进行配置转交地址且无需进行地址绑定，因此移动切换延迟减 少，路由延迟也降低，提高了通信质量。
[0052] 本发明所述方法中，在用户移动网络U1中的移动设备P1从当前关联的接入节点 API向下一个关联的接入节点AP2行驶，接入节点API和接入节点AP2属于两个无线网络， 接入节点API所属的无线网络的接入路由器为AR1，接入节点AP2所属的无线网络的接入路 由器为AR2,接入路由器AR1和接入路由器AR2属于不同的域，接入路由器AR1所属域中的 管理服务器为S1，接入路由器AR2所属域中的管理服务器为S2的情况下，当接入节点AP2 检测到移动设备P1关联到自己之后，发起W下移动切换操作：
[005引步骤601;开始；
[0054]步骤602;接入节点AP2在关联移动设备表中增加一个表项，移动设备域为移动设 备P1的全局路由前缀，生命周期设置为最大值；
[0化5]步骤603;接入节点AP2向接入路由器AR2发送一条更新消息，消息负载为移动设 备P1的全局路由前缀；
[0056]步骤604 ;接入路由器AR2收到更新消息后，在自己的关联接入节点表中增加一个 表项，该表项的移动设备域为移动设备P1的全局路由前缀，接入节点域值设置为接入节点 AP2的全局路由前缀，然后向管理服务器S2发送一条更新消息，消息负载为移动设备P1的 全局路由前缀；
[0化7]步骤605;管理服务器S2收到更新消息后，在自己的关联接入路由器节点表中增 加一个表项，该表项的移动设备域为