一种下一代城市车联网的通信实现方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种通信实现方法，尤其涉及的是一种下一代城市车联网的通信实现 方法。
【背景技术】
[0002] 车联网作为一种新型车辆通信网络，能够实现车辆与车辆之间、车辆与路边基础 设施之间的多跳无线通信。随着车联网技术的不断发展以及各种新应用的不断涌现，迫切 需要车联网能够接入互联网以满足用户急剧增长的应用需求。
[0003] 车联网作为一种特殊类型的移动自组网，具有移动速度快、节点数量多、覆盖面积 大等特点。基于IPv6的互联网（以下简称IPv6网络）具有移动性支持、地址资源丰富以 及扩展性强等优点。因此，车联网接入IPv6网络成为满足用户应用需求的理想解决方案。
[0004] 目前的研宄人员提出了车联网通过接入基于IPv6的互联网获取网络服务的模式 并定义了相应的协议栈，但是由于车联网的体系结构与IPv6网络不通，现有的接入方法具 有一些局限性。因此需要提出一种车联网的实现方法，从而降低数据丢失率，提高服务质 量。
【发明内容】
[0005] 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，提供一种下一代 城市车联网的通信实现方法。
[0006] 技术方案：本发明公开了一种下一代城市车联网的通信实现方法，所述车联网包 括边界接入路由器、接入路由器、接入节点和车辆节点四种节点；边界接入路由器与下一代 互联网的路由骨干网相连，接入路由器与边界路由器相连，接入节点与接入路由器相连；所 述车联网包含一条以上道路以及一个以上的道路交叉点；每个道路交叉点由一个虚拟节点 v(xv，yv)标识，其中，（xv，yv)为虚拟节点V的地理坐标;位于两个相邻虚拟节点之间的道路 称为路段；每个路段上设置一个接入节点，与一个接入路由器相连的所有接入节点覆盖的 面积称为一个子网；所述车联网被划分为一个以上的子网；车辆节点沿着道路行驶，具有 路由和转发功能；
[0007] 车联网的节点的全局IPv6地址由四个部分构成；第一部分为i比特的城市ID，它 是全局路由前缀，唯一标识一个城市，一个城市车联网内的所有接入路由器和接入节点的 城市ID都相同，从该城市车联网内获取的地址的城市ID也相同，其值等于该城市车联网内 边界接入路由器的城市ID;第二部分为j比特的子网ID，一个子网内的所有接入节点的子 网ID都相同，从该子网获取的地址的子网ID也相同，其值等于该子网内接入路由器的子网 ID;第三部分为k比特的路段ID，从一个路段获取的地址的路段ID都相同，其值等于该路 段上的接入节点的路段ID;第四部分为（128-i-j-k)比特的车辆ID，唯一标识路段上的一 个车辆节点；城市ID、子网ID和路段ID构成网络前缀；
[0008] 每个边界接入路由器、接入路由器和接入节点的全局IPv6地址预先设置，边界路 由器的子网ID和路段ID为0,车辆ID为1 ;接入路由器的路段ID和车辆ID为0 ;接入节 点的车辆ID为0 ;车辆节点的车辆ID位于闭区间[2, 2128_H_k-l]内；
[0009] 当一个车辆节点启动后，它向所在路段的接入节点发送车辆ID请求消息；接入节 点收到车辆ID请求消息后，选择一个最小未分配的车辆ID，并向车辆节点返回一个车辆ID 响应消息，车辆ID响应消息负载为最小未分配的车辆ID，然后接入节点将最小未分配车辆 ID的状态修改为已分配；车辆节点收到车辆ID响应消息后，将车辆ID响应消息负载中的 车辆ID作为自己的车辆ID，并将该车辆ID与该接入节点的城市ID、子网ID和路段ID相 结合构成自己的全局IPv6地址；
[0010] 车联网的节点的数据地址由两个部分构成，第一部分为网络前缀，由城市ID、子网 ID和路段ID构成；第二部分为数据ID集合，一个数据ID标识一种数据内容，数据ID集合 为所请求的所有数据内容的数据ID集合。
[0011] 本发明所述方法中，车辆节点进入一个新子网后，预先装载该子网所覆盖区域的 数字地图数据以及每个路段的接入节点的地理坐标，所述数字地图可以通过gps或者从网 络地图中获取，例如百度地图，google地图等；边界接入路由器、接入路由器、接入节点和 车辆节点各自保存一个数据表，数据表中的每个表项包含四个域：数据ID域，数据值域，网 络前缀域和生存时间域；当一个表项的生存时间衰减为〇时，则将该表项从数据表中删除。
[0012] 本发明所述方法中，在车辆节点X从路段RS1上行驶，路段RS1上的接入节点为 API的情况下，如果车辆节点X产生了数据并要发送所述数据，那么车辆节点X进行如下操 作：
[0013] 步骤101:开始；
[0014] 步骤102 :车辆节点X将数据放入自己的数据表中并创建一个数据地址，数据地址 的网络前缀等于接入节点API的网路前缀，数据ID集合为车辆节点X要发送的数据的数据 ID；
[0015] 步骤103 :车辆节点X发送数据分享消息，该数据分享消息的目的地址为创建的数 据地址，源地址为车辆节点X的全局IPv6地址，负载为发送的数据，该数据分享消息首先被 转发到距离接入节点API最近的下一跳节点；
[0016] 步骤104 :接收到数据分享消息的下一跳节点将车辆节点X的数据保存在数据表 中，如果下一跳节点为接入节点AP1，则进行步骤106,否则进行步骤105 ;
[0017] 步骤105 :接收到数据分享消息的下一跳节点将数据分享消息转发到距离接入节 点API最近的下一跳车辆节点，进行步骤104 ;
[0018] 步骤106 :接入节点API收到数据分享消息后，将车辆节点X的数据保存在数据表 中；
[0019] 步骤107 :结束。
[0020] 通过上述过程，车辆节点X可以分享自己产生的数据，并且将其发送到所在路段 的接入节点API，从而确保其他车辆节点能够获取该数据。
[0021] 本发明所述方法中，在车辆节点Y位于路段R1上，路段R1上的接入节点为AP1，路 段R1属于子网D1，子网D1的接入路由器为AR1，子网D1所在的城市车联网的边界路由器 为BAR1的情况下；
[0022] 车辆节点Y要获取路段R1上的数据，那么车辆节点Y执行如下步骤：
[0023] 步骤201:开始；
[0024] 步骤202 :车辆节点Y构建一个数据地址，该数据地址的网络前缀等于接入节点 API的网络前缀，数据ID集合为车辆节点Y请求获取的数据ID集合；
[0025] 步骤203 :车辆节点Y发送一条数据请求消息，数据请求消息的目的地址为构建的 数据地址，源地址为车辆节点Y的全局IPv6地址，所述数据请求消息被转发到距离接入节 点API最近的下一跳节点；
[0026] 步骤204 :下一跳节点收到数据请求消息后，判断自己是否有车辆节点Y请求的数 据，如果有，进行步骤206,否则进行步骤205 ;
[0027] 步骤205 :下一跳节点将接收到的数据请求消息转发到距离接入节点API最近的 下一跳节点，进行步骤204;
[0028] 步骤206 :下一跳节点向车辆节点Y返回一个数据响应消息，该数据响应消息的目 的地址为车辆节点Y的全局IPv6地址，源地址为数据地址，负载为车辆节点Y请求的数据；
[0029] 步骤207 :收到数据响应消息的节点将数据响应消息中的数据保存在自己数据表 中，并转发该数据响应消息，最终，该数据响应消息最终到达车辆节点Y;
[0030] 步骤208 :车辆节点Y收到数据响应消息后，将数据响应消息中的数据保存在数据 表中；
[0031] 步骤209:结束。
[0032] 通过上述过程，车辆节点Y可以从距离最近的节点获取数据，因此降低了获取数 据的延迟。由于接入节点保存了所需要的数据，因此可以确保车辆节点Y能够获取该数据。
[0033] 本发明所述方法中，车辆节点Y要获取路段R2上的数据，路段R2的接入节点为 AP2,路段R2属于子网D1，那么车辆节点Y执行如下步骤：
[0034] 步骤301:开始；
[0035] 步骤302 :车辆节点Y构建一个数据地址，该数据地址的网络前缀等于接入节点 AP2的网络前缀，数据ID集合为车辆节点Y请求获取的数据ID集合；
[0036] 步骤303 :车辆节点Y发送一条数据请求消息，数据请求消息的目的地址为构建的 数据地址，源地址为车辆节点Y的全局IPv6地址，所述数据请求消息被转发到距离接入节 点API最近的下一跳节点；
[0037] 步骤304 :下一跳节点收到数据请求消息后，判断自己是否有车辆节点Y请求的数 据，如果有，进行步骤312,否则进行步骤305 ;
[0038]步骤305 :判断下一跳节点是否为接入节点API，如果是进行步骤307,否则进行步 骤 306 ;
[0039] 步骤306 :下一跳节点将数据请求消息转发到距离接入节点API最近的下一跳节 点，进行步骤304 ;
[0040] 步骤307 :接入节点API将数据请求消息转发到接入路由器AR1 ;
[0041] 步骤308 :接入路由器AR1收到该数据请求消息后，判断自己是否有车辆节点X请 求的数据，如果有，则进行步骤311，否则进行步骤309 ;
[0042] 步骤309 :接入路由器AR1将数据请求消息发送给接入节点AP2 ;
[0043] 步骤31