无线网络支持车载客户机的接入方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线网络的接入方法，具体是一种基于IEEE 802.11标准的无线网络支持车载客户机的接入方法。
【背景技术】
[0002]在现今的各大城市中，基于IEEE(电子电气工程师协会)802.11标准的无线网络(也称WiFi网络)已经得到了广泛部署，成为为无线客户机提供因特网接入的主流技术。但是，用户在行驶的车辆上却无法使用部署在路边的WiFi网络。原因有以下几点:(I)多径衰落、干扰、噪声等因素使得道路环境下的信道质量通常比较差，导致无线客户机通信时的丢包率很高；(2)由于客户机是随车辆高速移动，信道状况动态变化，因此很难使该客户机始终与最佳的接入点关联；(3)每个接入点的覆盖范围有限，客户机的网络连接会因为切换和重新关联而频繁中断。
[0003]针对上述问题，有些研宄者提出了一些解决办法，如提出无线客户机采用广播的方式发送报文，这样使得多个接入点可以接收报文，从而降低丢包率。但是使用广播的方式发送数据则只能使用最低速率，这会导致信道质量较好时传输效率较低。此外，由于接收节点在成功接收广播报文之后不会回复确认帧，使得发送节点不能及时获知发送是否成功，是否丢包只能由上层协议(如TCP)判断，导致传输效率降低。
【发明内容】
[0004]本发明针对上述现有技术存在的技术问题，提供一种基于IEEE 802.11的无线网络支持车载客户机接入的方法，具有丢包率低、信道利用率高等特点。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案:
[0006]一种无线网络支持车载客户机的接入方法，其特点在于，该方法包括如下步骤:
[0007]①配置网络:为网络中的所有接入点配置相同的网络参数，客户机与接入点关联;
[0008]②建立上行通信，即客户机向因特网发送报文；
[0009]③建立下行通信，即因特网向客户机发送报文。
[0010]所述的步骤②建立上行通信，具体是:
[0011]2.1客户机向因特网发送报文，接入点收到客户机发出的上行报文；
[0012]2.2该接入点加入该客户机的多播组，并在骨干网中广播消息，建立以网关为根节点的多播树并在骨干网中广播消息；
[0013]2.3上一级节点收到该报文，并判断该报文是否是第一次收到:如果是第一次收到，则向更上一级节点转发；如果之前已经转发过该报文，则直接丢弃。
[0014]所述的步骤③建立下行通信，具体是:
[0015]3.1客户机的下行报文首先到达网关，网关将其封装成多播报文，并多播的方式发送到客户机对应的多播组；
[0016]3.2客户机发送下行报文请求，由多个接入点收到；
[0017]3.3该多个接入点对信道进行竞争，并由取得信道使用权的接入点将下行报文发送给客户机，其它没有竞争到信道的接入点在经过一段时间后其接收到的下行报文请求将失效。
[0018]所述的网络参数包括:MAC地址、IP地址、ESSID和信道。
[0019]与现有技术相比，本发明的优点在于:
[0020]I)实现客户机始终与接入网络关联，即与一唯一网络参数的“虚拟接入点”关联，能克服传统切换时的网络中断的问题，实现“无缝切换”，从而能够有效提高网络吞吐率，降低丢包率。
[0021]2)具有帧确认功能，能够及时发现丢包，并能够利用速率自适应机制根据信道质量调节发送速率，从而能够提高传输效率和信道利用率。
【附图说明】
[0022]图1为多播组建立过程。
[0023]图2为上行报文传送过程。
[0024]图3为下行报文传送过程。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0026]一种基于IEEE 802.11的无线网络支持车载客户机接入的方法，包括以下步骤:
[0027]I)配置网络:为网络中的所有接入点配置相同的网络参数，包括:MAC地址、IP地址、ESSID和信道。
[0028]2)上行通信:指客户机向因特网发送报文。客户机发送报文时，其通信范围内的多个接入点都可以接收报文，成功接收的接入点将报文传递到网关节点；
[0029]接入点网组织成树形拓扑，成功接收的接入点将报文发送到上一级节点，上一级节点判断该报文是否是第一次收到。如果是第一次收到，则向更上一级节点转发；如果之前已经转发过该报文，则直接丢弃。
[0030]所述接入点内部设有25兆字节以上的缓存，用于存储客户机尚未接收的下行数据报文。
[0031]将接入点配置为相同的网络参数，形成一个“虚拟接入点”。客户机关联到这个虚拟接入点。客户机向虚拟接入点发送的报文可能有多个接入点接收到，成功接收报文的接入点回复确认帧。客户机可根据报文接收情况调节发送速率。如果中间节点收到了之前已经转发过的报文，那么就将该报文丢弃。对于TCP(传输控制协议)报文，可以根据五元组〈源IP地址，源端口，目的IP地址，目的端口，序列号〉判断报文是否已经转发过；对于UDP (用户数据报协议)报文，可以根据五元组〈源IP地址，源端口，目的IP地址，目的端口，检验和 > 判断报文是否已经转发过。
[0032]多播组建立:对于IP地址为10.A.B.C的客户机，其对应的多播组的IP地址为239.A.B.Co 一旦某个接入点收到了这个客户机发出的报文，这个接入点就会自动加入该客户机对应的多播组。由于客户机在移动，与这个接入点地理位置邻近的其他接入点也很可能在稍后的时间与这个客户机通信。地理位置邻近的接入点通常情况下在骨干网中属于同一个骨干网广播域，因此该接入点在骨干网中广播一条消息，收到该消息的节点加入这个多播组。接入点的父节点加入多播组后再向它自己的父节点发一条通知消息，以此反复，直到以网关为根节点的多播树建立起来。多播组建立的过程如图1所示。
[0033]S1:接入点I收到客户机发出的上行报文；
[0034]S2:接入点I加入对应客户机的多播组；
[0035]S3:接入点I在骨干网中广播消息，接入点2和父节点收到；
[0036]S4:接入点2加入客户机的多播组；
[0037]S5:父节点加入客户机的多播组；
[0038]S6:接入点2在骨干网中广播消息，接入点I和父节点收到；
[0039]S7:父节点向骨干网中广播消息，网关收到；
[0040]S8:网关加入客户机的多播组。
[0041 ] 上行报文传送过程如图2所示。
[0042]S9:接入点I和接入点2都收到客户机发出的上行报文；
[0043]SlO:接入点I将上行报文转发给父节点；
[0044]Sll:父节点判断该报文是第一次收到；
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