专利摘要

本发明公开了一种车载云通信的实现方法，所述车载云构建在车载网之上，所述车载网包括接入节点和车辆节点，一个接入节点由地理坐标(x,y)唯一标识；每个接入节点的地理坐标具有网络唯一性；所述车辆节点具有路由功能，车辆节点通过距离最近的接入节点实现与IPv6互联网的通信。车辆节点通过本发明所提供的车载云实现方法能够从距离最近的云成员以单播方式获取服务数据，缩短了获取服务数据的延迟和代价，提高了服务质量，本发明可应用于道路路况监测、车辆管理等领域，具有广泛的应用前景。

权利要求

1.一种车载云通信的实现方法，其特征在于，所述车载云构建在车载网之上，所述车载网包括接入节点和车辆节点，一个接入节点由地理坐标(x,y)唯一标识；每个接入节点的地理坐标具有网络唯一性；所述车辆节点具有路由功能，车辆节点通过距离最近的接入节点实现与IPv6互联网的通信；

所述车载云由一个接入节点和一个以上车辆节点构成，车辆节点为车载云成员；

一个接入节点和通过自己与IPv6互联网实现通信的所有车辆节点构成一个子网，车载网由一个以上的子网构成；

接入节点和车辆节点的单播地址结构由三部分构成：第一部分为接入节点ID，它是全局路由前缀，唯一标识一个子网，接入节点ID由两部分构成，即接入节点所在地理位置的横坐标和纵坐标；第二部分为地址类型，由一个比特构成，当该值为1时，表明该地址为单播地址；第三部分为内部ID；

接入节点是固定节点用于组建车载云，并定期发布接入节点所在地理位置的服务数据；每一种服务数据由数据ID唯一标识；当车辆节点需要接入节点所在地理位置的服务数据时，采用数据地址来获取服务数据；数据地址由两部分构成，第一部分为接入节点ID，它是全局路由前缀，唯一标识一个子网，接入节点ID由两部分构成，即接入节点所在地理位置的横坐标和纵坐标；第二部分为地址类型，由一个比特构成，当该值为0时，表明该地址为数据地址；第三部分为数据ID集合，其内容为所要获取的服务数据的所有数据ID。

2.根据权利要求1所述的车载云通信的实现方法，其特征在于，当车辆节点进入一个新的子网时，该车辆节点通过邻居车辆节点或者接入节点获取接入节点ID以及内部ID并构成新子网内具有全球唯一性的地址；接入节点的单播地址中的内部ID为0。

3.根据权利要求1所述的车载云通信的实现方法，其特征在于，接入节点和车辆节点的单播地址长度为128比特，接入节点ID的长度取值范围为[64,112]。

4.根据权利要求1所述的车载云通信的实现方法，其特征在于，数据ID的长度由服务数据的种类个数来决定，设置范围为[4,8]。

5.根据权利要求1所述的车载云通信的实现方法，其特征在于，接入节点定期建立车载云并提供所在地址位置的服务数据；每个车载云中的接入节点和车载云成员保存一个服务数据表，用以记录所在车载云提供的服务数据，该服务数据表中的每个表 项包含四个域：数据ID，地址位置坐标，数据内容，以及生命周期；其中地址位置坐标为保存该表项的接入节点或者车载云成员的地址位置坐标。

6.根据权利要求1所述的车载云通信的实现方法，其特征在于，子网A1中的接入节点AP1通过下述过程来创建车载云并提供服务数据：

步骤101：开始；

步骤102：接入节点AP1广播一个创建云消息，该创建云消息源地址为接入节点AP1的单播地址，创建云消息负载为所创建的车载云所提供的所有服务数据的数据ID集合；

步骤103：在子网A1中的车辆节点收到创建云消息后，判断自己是否能提供接入节点AP1所请求的至少一种服务数据，如果是，进行步骤104，否则进行步骤105：

步骤104：车辆节点向接入节点AP1返回云成员消息，云成员消息源地址为车辆节点自己的单播地址，云成员消息负载为车辆节点自己的地理位置坐标以及所能提供的服务数据；返回步骤102；

步骤105：车辆节点转发创建云消息；

步骤106：接入节点AP1等待预定时间后，整理收到的所有云成员消息，然后创建服务数据表，该服务数据表表名以接入节点AP1的接入节点ID命名，然后将云成员消息中的服务数据加入到服务数据表中，并向每个云成员发送一条数据共享消息，数据共享消息负载为所述服务数据表；

步骤107：云成员收到接入节点的数据共享消息后，保存服务数据表，表名不变；

步骤108：结束；

步骤106中，预定时间设置为子网直径乘以通信一跳的延迟；

服务数据表中的表项的生存时间过期后，相应表项从服务数据表自动删除；

接入节点AP1检测到表项过期后，重新创建车载云。

7.根据权利要求6所述的车载云通信的实现方法，其特征在于，当一个车辆节点V6需要获取接入节点AP1所在地址位置坐标(x₁,y₁)的服务数据时，该车辆节点采用数据地址来获取所需要的服务数据：

步骤201：开始；

步骤202：车辆节点V6构建数据地址，接入节点ID为接入节点AP1的接入节点ID， 地址类型为0，数据ID集合为车辆节点V6需要获取的服务数据的数据ID集合，然后车辆节点V6构建数据请求消息，数据请求消息源地址为车辆节点V6的单播地址，目的地址为构建的数据地址，并根据接入节点AP1的地理位置以及路由表信息，将数据请求消息转发到下一跳节点；

步骤203：下一跳节点收到数据请求消息后，判断自己是否有以接入节点AP1的接入节点ID命名的服务数据表且该服务数据表的表项能提供车辆节点V6所申请的所有数据，如果是，则进行步骤204，否则进行步骤205；

步骤204：下一跳节点向车辆节点V6返回数据响应消息，数据响应消息目的地址为车辆节点V6的单播地址，源地址为下一跳节点的单播地址，数据响应消息负载为车辆节点V6所申请的服务数据，即表名为接入节点AP1的接入节点ID命名的服务数据表的相应表项，进行步骤206；

步骤205：下一跳节点根据接入节点AP1的地理位置以及路由表信息，将数据请求消息转发到下一跳，返回步骤203；

步骤206：车辆节点V6收到数据响应消息后，保存获取的服务数据，然后创建服务数据表，该服务数据表表名以接入节点AP1的接入节点ID命名，然后将获取的服务数据加入到服务数据表中；

步骤207：结束。

8.根据权利要求7所述的车载云通信的实现方法，其特征在于，当车辆节点V6获取接入节点AP1的服务数据之后成为云成员，能够提供地理位置为接入节点AP1的全部或者部分服务数据。

9.根据权利要求7所述的车载云通信的实现方法，其特征在于，由接入节点AP1创建的车载云的成员能够在服务数据表的生命周期内遍布整个车载网，用于确保车辆节点能够快速获取所需要的服务数据。

10.根据权利要求7所述的车载云通信的实现方法，其特征在于，当云成员的服务数据表的所有表项的生存时间都过期后，云成员删除该服务数据表，同时注销云成员的身份。

说明书

技术领域

本发明涉及一种车辆无线通讯网络实现方法，尤其涉及的是一种车载云通信的实现方法。

背景技术

车载云是建立在车载网之上且能提供本地服务的一种服务模式。近年来，很多研究工作致力于车载云，以便使车辆驾驶人能够快速获取网络服务。随着车载网技术的发展，车载云会成为未来提供服务的一种模式。

目前，车载云的实现模式是通过广播来实现，因此延迟和代价都比较大，降低了网络服务性能。因此，如何降低车载云提供服务的延迟和代价成为近年来研究的热点问题。

发明内容

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，提供一种车载云通信的实现方法。

技术方案：本发明公开了一种车载云通信的实现方法，所述车载云构建在车载网之上，所述车载网包括接入节点和车辆节点，一个接入节点由地理坐标(x,y)唯一标识；每个接入节点的地理坐标具有网络唯一性；所述车辆节点具有路由功能，车辆节点通过距离最近的接入节点实现与IPv6互联网的通信；

所述车载云由一个接入节点和一个以上车辆节点构成，车辆节点为车载云成员；

一个接入节点和通过自己与IPv6互联网实现通信的所有车辆节点构成一个子网，车载网由一个以上的子网构成；

接入节点和车辆节点的单播地址结构由三部分构成：第一部分为接入节点ID，它是全局路由前缀，唯一标识一个子网，接入节点ID由两部分构成，即接入节点所在地理位置的横坐标和纵坐标；第二部分为地址类型，由一个比特构成，当该值为1时，表明该地址为单播地址；第三部分为内部ID，当车辆节点进入一个新的子网时，该车辆节点通过邻居车辆节点或者接入节点获取接入节点ID以及内部ID并构成新子网内具有全球唯一性的地址；接入节点的单播地址中的内部ID为0；接入节点和车辆节点的单播地址长度为128比特，接入节点ID的长度取值范围为[64,112]；

接入节点是固定节点用于组建车载云，并定期发布接入节点所在地理位置的服务数据；每一种服务数据由数据ID唯一标识；当车辆节点需要接入节点所在地理位置的服务数据时，采用数据地址来获取服务数据；数据地址由两部分构成，第一部分为接入节点ID，它是全局路由前缀，唯一标识一个子网，接入节点ID由两部分构成，即接入节点所在地理位置的横坐标和纵坐标；第二部分为地址类型，由一个比特构成，当该值为0时，表明该地址为数据地址；第三部分为数据ID集合，其内容为所要获取的服务数据的所有数据ID；数据ID的长度由服务数据的种类个数来决定，设置范围为[4,8]。

本发明所述方法中，接入节点定期建立车载云并提供所在地址位置的服务数据，例如路况信息，温度信息等；每个车载云中的接入节点和车载云成员保存一个服务数据表，用以记录所在车载云提供的服务数据，该服务数据表中的每个表项包含四个域：数据ID，地址位置坐标，数据内容，以及生命周期；其中地址位置坐标为保存该表项的接入节点或者车载云成员的地址位置坐标；

子网A1中的接入节点AP1通过下述过程来创建车载云并提供服务数据：

步骤101：开始；

步骤102：接入节点AP1广播一个创建云消息，该创建云消息源地址为接入节点AP1的单播地址，创建云消息负载为所创建的车载云所提供的所有服务数据的数据ID集合；

步骤103：在子网A1中的车辆节点收到创建云消息后，判断自己是否能提供接入节点AP1所请求的至少一种服务数据，如果是，进行步骤104，否则进行步骤105：

步骤104：车辆节点向接入节点AP1返回云成员消息，云成员消息源地址为车辆节点自己的单播地址，云成员消息负载为车辆节点自己的地理位置坐标以及所能提供的服务数据；返回步骤102；

步骤105：车辆节点转发创建云消息；

步骤106：接入节点AP1等待预定时间后，整理收到的所有云成员消息，然后创建服务数据表，该服务数据表表名以接入节点AP1的接入节点ID命名，然后将云成员消息中的服务数据加入到服务数据表中，并向每个云成员发送一条数据共享消息，数据共享消息负载为所述服务数据表；

步骤107：云成员收到接入节点的数据共享消息后，保存服务数据表，表名不变；

步骤108：结束；

步骤106中，预定时间设置为子网直径乘以通信一跳的延迟；

服务数据表中的表项的生存时间过期后，相应表项从服务数据表自动删除；

接入节点AP1检测到表项过期后，重新创建车载云。

通过上述过程，接入节点AP1和所有云成员能够提供接入节点AP1所在地址位置的服务数据，例如路况信息，温度信息等。

本发明所述方法中，当一个车辆节点V6需要获取接入节点AP1所在地址位置坐标(x1,y1)的服务数据时，该车辆节点采用数据地址来获取所需要的服务数据：

步骤201：开始；

步骤202：车辆节点V6构建数据地址，接入节点ID为接入节点AP1的接入节点ID，地址类型为0，数据ID集合为车辆节点V6需要获取的服务数据的数据ID集合，例如1和2，然后车辆节点V6构建数据请求消息，数据请求消息源地址为车辆节点V6的单播地址，目的地址为构建的数据地址，并根据接入节点AP1的地理位置以及路由表信息，将数据请求消息转发到下一跳节点；

步骤203：下一跳节点收到数据请求消息后，判断自己是否有以接入节点AP1的接入节点ID命名的服务数据表且该服务数据表的表项能提供车辆节点V6所申请的所有数据，如果是，则进行步骤204，否则进行步骤205；

步骤204：下一跳节点向车辆节点V6返回数据响应消息，数据响应消息目的地址为车辆节点V6的单播地址，源地址为下一跳节点的单播地址，数据响应消息负载为车辆节点V6所申请的服务数据，即表名为接入节点AP1的接入节点ID命名的服务数据表的相应表项，进行步骤206；

步骤205：下一跳节点根据接入节点AP1的地理位置以及路由表信息，将数据请求消息转发到下一跳，返回步骤203；

步骤206：车辆节点V6收到数据响应消息后，保存获取的服务数据，然后创建服务数据表，该服务数据表表名以接入节点AP1的接入节点ID命名，然后将获取的服务数据加入到服务数据表中；

步骤207：结束；

上述过程中，当车辆节点V6获取接入节点AP1的服务数据之后成为云成员，能够提供地理位置为接入节点AP1的全部或者部分服务数据；上述过程中最坏的情况为车辆节点V6从接入节点AP1获取数据响应消息，即服务数据，从而确保获取服务数据的成功率。

通过上述过程，由接入节点AP1创建的车载云的成员能够在服务数据表的生命周期内遍布整个车载网，用于确保车辆节点能够快速获取所需要的服务数据；

当云成员的服务数据表的所有表项的生存时间都过期后，云成员删除该服务数据表，同时注销云成员的身份；

上述过程可以确保车辆节点从局里最近的节点获取所需要的服务数据，最坏的情况为接入节点AP1向车辆节点V6返回数据响应消息，因此有效保证了服务质量，也提高了获取数据的成功率。

本发明通过单播取代广播的方式来实现车载云，从而降低车载云提供服务的延迟和代价，从而有效提高网络服务性能。

有益效果：本发明提供了一种车载云通信的实现方法，车辆节点通过本发明所提供的车载云实现方法能够从距离最近的云成员以单播方式获取服务数据，缩短了获取服务数据的延迟和代价，提高了服务质量，本发明可应用于道路路况监测、车辆管理等领域，具有广泛的应用前景。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1为本发明所述的车载云体系结构示意图。

图2为本发明所述的单播地址结构示意图。

图3为本发明所述的数据地址结构示意图。

图4为本发明所述的创建车载云流程示意图。

图5为本发明所述的获取服务数据的流程示意图。

具体实施方式：

本发明提供了一种车载云通信的实现方法，车辆节点通过本发明所提供的车载云实现方法能够从距离最近的云成员以单播方式获取服务数据，缩短了获取服务数据的延迟和代价，提高了服务质量，本发明可应用于道路路况监测、车辆管理等领域，具有广泛的应用前景。

图1为本发明所述的车载云体系结构示意图。所述车载云构建在车载网之上，所述车载网包括接入节点1和车辆节点2，一个接入节点1由地理坐标(x,y)唯一标识；每个接入节点1的地理坐标具有网络唯一性；所述车辆节点2具有路由功能，车辆节点2通过距离最近的接入节点1实现与IPv6互联网的通信；所述车载云由一个接入节点1和一个以上车辆节点2构成，车辆节点2为车载云成员；一个接入节点1和通过自己与IPv6互联网实现通信的所有车辆节点2构成一个子网3，车载网由一个以上的子网3构成。

图2为本发明所述的单播地址结构示意图。接入节点和车辆节点的单播地址结构由三部分构成：第一部分为接入节点ID，它是全局路由前缀，唯一标识一个子网，接入节点ID由两部分构成，即接入节点所在地理位置的横坐标和纵坐标；第二部分为地址类型，由一个比特构成，当该值为1时，表明该地址为单播地址；第三部分为内部ID，当车辆节点进入一个新的子网时，该车辆节点通过邻居车辆节点或者接入节点获取接入节点ID以及内部ID并构成新子网内具有全球唯一性的地址；接入节点的单播地址中的内部ID为0。接入节点和车辆节点的单播地址长度为128比特，接入节点ID的长度取值范围为[64,112]。

图3为本发明所述的数据地址结构示意图。接入节点是固定节点用于组建车载云，并定期发布接入节点所在地理位置的服务数据；每一种服务数据由数据ID唯一标识；当车辆节点需要接入节点所在地理位置的服务数据时，采用数据地址来获取服务数据；数据地址由两部分构成，第一部分为接入节点ID，它是全局路由前缀，唯一标识一个子网，接入节点ID由两部分构成，即接入节点所在地理位置的横坐标和纵坐标；第二部分为地址类型，由一个比特构成，当该值为0时，表明该地址为数据地址；第三部分为数据ID集合，其内容为所要获取的服务数据的所有数据ID。数据ID的长度由服务数据的种类个数来决定，设置范围为[4,8]。

图4为本发明所述的创建车载云流程示意图。接入节点定期建立车载云并提供所在地址位置的服务数据，例如路况信息，温度信息等；每个车载云中的接入节点和车载云成员保存一个服务数据表，用以记录所在车载云提供的服务数据，该服务数据表中的每个表项包含四个域：数据ID，地址位置坐标，数据内容，以及生命周期；其中地址位置坐标为保存该表项的接入节点或者车载云成员的地址位置坐标；

子网A1中的接入节点AP1通过下述过程来创建车载云并提供服务数据：

步骤101：开始；

步骤102：接入节点AP1广播一个创建云消息，该创建云消息源地址为接入节点AP1的单播地址，创建云消息负载为所创建的车载云所提供的所有服务数据的数据ID集合；

步骤103：在子网A1中的车辆节点收到创建云消息后，判断自己是否能提供接入节点AP1所请求的至少一种服务数据，如果是，进行步骤104，否则进行步骤105：

步骤104：车辆节点向接入节点AP1返回云成员消息，云成员消息源地址为车辆节点自己的单播地址，云成员消息负载为车辆节点自己的地理位置坐标以及所能提供的服务数据；返回步骤102。

步骤105：车辆节点转发创建云消息；

步骤106：接入节点AP1等待预定时间后，整理收到的所有云成员消息，然后创建服务数据表，该服务数据表表名以接入节点AP1的接入节点ID命名，然后将云成员消息中的服务数据加入到服务数据表中，并向每个云成员发送一条数据共享消息，数据共享消息负载为所述服务数据表；

步骤107：云成员收到接入节点的数据共享消息后，保存服务数据表，表名不变；

步骤108：结束；

步骤106中，预定时间设置为子网直径乘以通信一跳的延迟；

服务数据表中的表项的生存时间过期后，相应表项从服务数据表自动删除；

接入节点AP1检测到表项过期后，重新创建车载云。

通过上述过程，接入节点AP1和所有云成员能够提供接入节点AP1所在地址位置的服务数据，例如路况信息，温度信息等。

图5为本发明所述的获取服务数据的流程示意图。当一个车辆节点V6需要获取接入节点AP1所在地址位置坐标(x1,y1)的服务数据时，该车辆节点采用数据地址来获取所需要的服务数据：

步骤201：开始；

步骤202：车辆节点V6构建数据地址，接入节点ID为接入节点AP1的接入节点ID，地址类型为0，数据ID集合为车辆节点V6需要获取的服务数据的数据ID集合，例如1和2，然后车辆节点V6构建数据请求消息，数据请求消息源地址为车辆节点V6的单播地址，目的地址为构建的数据地址，并根据接入节点AP1的地理位置以及路由表信息，将数据请求消息转发到下一跳节点；

步骤203：下一跳节点收到数据请求消息后，判断自己是否有以接入节点AP1的接入节点ID命名的服务数据表且该服务数据表的表项能提供车辆节点V6所申请的所有数据，如果是，则进行步骤204，否则进行步骤205；

步骤204：下一跳节点向车辆节点V6返回数据响应消息，数据响应消息目的地址为车辆节点V6的单播地址，源地址为下一跳节点的单播地址，数据响应消息负载为车辆节点V6所申请的服务数据，即表名为接入节点AP1的接入节点ID命名的服务数据表的相应表项，进行步骤206；

步骤205：下一跳节点根据接入节点AP1的地理位置以及路由表信息，将数据请求消息转发到下一跳，返回步骤203；

步骤206：车辆节点V6收到数据响应消息后，保存获取的服务数据，然后创建服务数据表，该服务数据表表名以接入节点AP1的接入节点ID命名，然后将获取的服务数据加入到服务数据表中；

步骤207：结束；

上述过程中，当车辆节点V6获取接入节点AP1的服务数据之后成为云成员，能够提供地理位置为接入节点AP1的全部或者部分服务数据；

通过上述过程，由接入节点AP1创建的车载云的成员能够在服务数据表的生命周期内遍布整个车载网，用于确保车辆节点能够快速获取所需要的服务数据；

当云成员的服务数据表的所有表项的生存时间都过期后，云成员删除该服务数据表，同时注销云成员的身份；

上述过程可以确保车辆节点从局里最近的节点获取所需要的服务数据，最坏的情况为接入节点AP1向车辆节点V6返回数据响应消息，因此有效保证了服务质量，也提高了获取数据的成功率。

实施例1

基于表1的仿真参数，本实施例模拟了本发明中的车载云实现方法，性能分析如下：当车载云成员数量不变的情况下，随着车道长度的增加，获取服务数据的延迟和代价随之增加；当车道长度不变的情况下，随着车载云成员数量的增加，

车载云成员的分布面积更广泛，因此获取服务数据的延迟和代价都随之下降。车辆节点获取服务数据的平均延迟为30ms，平均代价为5.5。

表1仿真参数

本发明提供了车载云通信的实现方法的思路，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部份均可用现有技术加以实现。

一种车载云通信的实现方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。