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专利号: 2020101302907
申请人: 长安大学
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-17
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于命名数据网络的城市车联网通信方法,其特征在于,包括以下步骤:建立多级数据交换节点,多级数据交换节点中的最低级数据节点连接有路侧单元,一个路侧单元覆盖的通信范围定义为一个动态拓扑域,当一个车辆节点发起数据请求并发送兴趣包时,若无明确的兴趣包路径,则发起数据请求的车辆节点将优先查询自己所在区域路侧单元的FIB表来确定是否存在已知数据请求接口,该网络中的车辆节点定期将缓存数据及路由信息进行公开,并定时与周围其他车辆节点进行路由信息交换;当发起数据请求的车辆节点与其通信范围内的其他车辆节点无法满足对应的数据请求时,如果发起数据请求的车辆节点所在区域为最靠近路侧节点的域内层级,则发起数据请求的车辆节点将兴趣包传输给其所在区域的路侧节点,如果发起数据请求的车辆节点所在区域不在最靠近路侧单元的域内层级,则发起数据请求的车辆节点将兴趣包传输给其所在区域更靠近路侧单元的域内层级内的可通信车辆节点;如果兴趣包传输给其所在区域的路侧节点无法满足信息交换时,则该兴趣包请求由发起数据请求的车辆节点所在区域的路侧单元执行域间通信,直至有数据包返回或兴趣包生命周期结束。

2.根据权利要求1所述的一种基于命名数据网络的城市车联网通信方法,其特征在于,路侧单元用于命名数据网络节点、用于对路侧单元自身覆盖范围实现通信信号覆盖、命名管理和提供位置参照。

3.根据权利要求2所述的一种基于命名数据网络的城市车联网通信方法,其特征在于,命名数据网络节点包括FIB表、PIT表、数据存储功能、对兴趣包处理和回传以及数据包的处理和回传;用于对路侧单元自身覆盖范围实现通信信号覆盖即与路侧单元自身覆盖范围内的所有车辆节点进行信息交互;命名管理即以域内定期广播的形式,声明一定时间段内车辆节点关于域内网络接入以及断开连接的情况,并为接入的车辆节点分配命名以及通知域内车辆节点删除已经离开车辆节点的连接信息;提供位置参照即以RSU为坐标提供与车辆节点的相对位置,为车辆节点兴趣转发和数据包传递提供位置参照。

4.根据权利要求1所述的一种基于命名数据网络的城市车联网通信方法,其特征在于,发起数据请求的车辆节点在兴趣包产生时车辆节点需要提供自身定位信息(Xi,Yi)以及自身方向标识F;自身方向标识F产生:以发起数据请求的车辆节点所在区域的RSU为坐标原点建立坐标系,车辆节点与其所在区域的RSU的连线在坐标系中始终为一条直线,车辆节点运行使得该直线沿顺时针方向靠近x轴正方向,则F=0,否则F=1;设Q为车辆节点与其所在区域的RSU连线沿顺时针方向旋转到和x轴正方向重合时扫过的角度,当兴趣包交由RSU执行代理时RSU会记录其初始角度Qs,当数据包域内回传时,若F=0,则设置回传角度[Qs,Qs-

90°],否则设置回传角度为[Qs,Qs+90°]。

5.根据权利要求1所述的一种基于命名数据网络的城市车联网通信方法,其特征在于,具体包括以下步骤:

步骤1)、建立多级数据交换节点,多级数据交换节点中的最低级数据节点连接有路侧单元;

步骤2)、车辆节点Vi通过计算其所在区域内路侧单元与车辆节点Vi的直线距离的平方,判断自己所处域的路侧单元层级,同时生成包含发起车辆标识码、发起车辆命名、发起车辆层级位置和发起车辆数据名称的兴趣包;

步骤3)、车辆节点Vi查询其所在区域路侧单元的FIB表项,判断邻接节点Vjk是否存在含有发起车辆数据名称的已知路径:

3.1若存在Vjk表项匹配发起车辆数据名称的数据路径,则将含有发起车辆数据名称的兴趣包转发至邻居节点Vjk并跳转至步骤4);

3.2若不存在Vjk表项匹配发起车辆数据名称数据路径且当前车辆节点Vi域内层级不为I0,则将含有发起车辆数据名称的数据包转发至满足域内层级为Ii-1的节点并跳转至步骤

3);

3.3若不存在Vjk表项匹配发起车辆数据名称的数据路径且当前车辆节点Vi域内层级为I0,则将含有发起车辆数据名称的兴趣包转发至RI并跳转至步骤5);

步骤4)、邻居节点Vjk将含有发起车辆数据名称的兴趣包转发至车辆节点Vi的车辆接口;

步骤5)、当含有发起车辆数据名称的兴趣包抵达发起车辆节点所在RSU节点时,若RSU节点缓存中存在含有发起车辆数据名称的兴趣包前缀数据,则转至步骤8);否则转至步骤

6);

步骤6)、RSU节点为执行域间数据请求的兴趣包建立包含数据名称的代理表项,若RSU节点的FIB表中存在RIi接口满足数据库名称数据命名,则跳至步骤8),若不存在,则按照数据交换节点的标准命名格式的命名数据网络格式,然后转交至于路侧单元直接连接的数据交换节点NL即最低级的数据交换节点并转至步骤7);

步骤7)、若Ni节点的本地缓存可以满足该兴趣包,则返回请求数据并执行步骤8),否则遍历数据交换节点Ni的FIB表项,若存在表项匹配发起车辆数据名称的兴趣包,则转发至对应数据交换节点并执行步骤7),否则执行:若Ni为最高级的数据交换节点则数据请求失败,若不是则将兴趣包转发至Ni+1即上一级数据交换节点并执行步骤7);

步骤8):将含有发起车辆数据名称的兴趣包回传至RI,查询RSU代理表项得到发起车辆标识码、发起车辆命名、发起车辆层级位置和发起车辆数据名称;若存在发起车辆数据名称数据PIT表项,则数据原路径返回,否者计算角度集Qi执行步骤9);

步骤9)、遍历车辆节点Vi的PIT表中所有数据记录表中关于发起车辆数据名称的数据转发记录;若存在关于发起车辆数据名称的数据转发记录,则数据按照PIT表记录回传,否则计算所有邻居车辆节点Vi的角度,并将兴趣包转发至Ii和Ii+1层上角度属于角度集Qi的所有车辆节点并执行步骤9);若无相应发起车辆数据名称的数据记录且角度集为空,则不转发。

6.根据权利要求5所述的一种基于命名数据网络的城市车联网通信方法,其特征在于,步骤2)中,计算车辆节点Vi与车辆节点Vi所在区域内RSU位置的直线距离的平方d2,d2=(Xi-Xr)2+(Yi-Yr)2若d2

7.根据权利要求5所述的一种基于命名数据网络的城市车联网通信方法,其特征在于,步骤6)中,RSU节点为含有发起车辆数据名称的兴趣包建立代理表项条目包括发起车辆标识码、发起车辆命名、发起车辆层级位置、发起车辆数据名称、代理路测单元节点名称和数据库名称。

8.根据权利要求5所述的一种基于命名数据网络的城市车联网通信方法,其特征在于,步骤6)中标准命名格式的命名数据网络格式为:/Cityname/Districtname/Streetname/RSUname/DATAname。

9.根据权利要求5所述的一种基于命名数据网络的城市车联网通信方法,其特征在于,步骤8)具体步骤包括:

8.1查询车辆节点Vi所在区域内路侧单元内的车辆出入记录表,存在的车辆标识码中记录有原始路侧单元与域间通信数据请求,且发起车辆数据名称与数据库名称一致,则将数据包转交车辆出入记录表路侧单元接口接口,并执行步骤9);

8.2查询车辆节点Vi所在区域内路侧单元内的车辆出入记录表,车辆标识码中记录的原始路侧单元与域间通信数据请求路测单元不一致;

若存在发起车辆数据名称数据记录表,则原路径返回;

若不存在发起车辆数据名称数据记录表时,若F=0,角度区间为[Qs,Qs-90°],当F=1时,角度区间为[Qs,Qs+90°],并计算Ii层邻居车辆节点角度集Qi={Q1、Q2、Q3、Q4…Qi},将兴趣包转发至Ii层属于角度区间的所有车辆节点并转至步骤9)。