一種基于定位的無線網絡通信的實現方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種通信的實現方法，尤其設及的是一種基于定位的無線網絡通信的 實現方法。
【背景技術】
[0002] 隨著下一代互聯網的不斷成熟和發展，下一代無線網絡已成為未來發展的必然趨 勢。下一代無線網絡具有W下優勢：
[0003] (1)IPv6是下一代互聯網的協議標準，下一代無線網絡有助于推動無線網絡通信 協議的標準化；
[0004] (2)IPv6的許多技術特點（如地址自動配置、移動性支持、安全性等）對大規模無 線網絡的自組織管理提供了良好支持；
[0005] (3)互聯網的組網方式可W供無線網絡充分借鑒，使其成為無線網絡的一種合理 拓展。
[0006] 目前實現下一代無線網絡的路由關鍵技術還不成熟，主要表現在W下方面：
[0007] (1)地址自動配置：地址自動配置是IPv6的一個重要技術特色，可W在無人干預 的情況下為每個接口配置相應的IPv6地址。該一點與無線網絡自組織、自配置的設計目標 非常吻合。但是，現有的IPv6地址自動配置方式在無線網絡中還存在一些問題，例如有狀 態地址配置會帶來大量的控制消息開銷、根據MAC地址生成IPv6地址的無狀態地址配置對 傳感器節點間的路由尋址未帶來任何方便，因此針對化oWPAN無線網絡需要建立一種新的 IPv6地址自動配置機制；
[000引 似路由方案；無線網絡與IPv6網絡不同，在IPv6網絡中，路由器與普通節點之 間有數據鏈路層連接，可W通過一跳到達，而無線傳感器節點具有路由器與普通節點雙重 身份，節點之間沒有數據鏈路層連接，因此在無線網絡中需要建立一種新的路由方式實現 IPv6節點與傳感器節點之間的通信。
【發明內容】
[0009] 發明目的：本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種基于定 位的無線網絡通信的實現方法。
[0010] 技術方案；本發明公開了一種基于定位的無線網絡通信的實現方法，所述無線網 絡由路由骨干網和用戶移動網絡構成，其中路由骨干網由一個接入路由器和一個W上接入 節點兩種設備構成，用戶移動網絡由一個移動設備（例如：智能電話）和一個W上傳感器節 點兩種設備構成，傳感器節點通過移動設備與其他移動設備或者傳感器節點通信；一個用 戶移動網絡作為一個整體移動；一個移動設備與一個接入節點關聯，該接入節點稱為該移 動設備的關聯接入節點；移動設備通過關聯接入節點W及關聯接入節點所在的路由骨干網 實現與其他用戶移動網絡的通信；
[0011] 一個地理區域內的一個W上無線網絡構成一個域；在每個域中設有一個管理服務 器，管理服務器保存一個關聯接入路由器表，每個表項包括=個域；移動設備域、接入路由 器域W及生命周期域；
[0012] 所述無線網絡的設備的全局地址由五個部分構成，第一部分是i比特的域ID，唯 一標識一個域，在一個域中，所有接入路由器和接入節點的域ID都相同，從一個域內獲取 的全局地址的域ID都相同，域ID預先設定；第二部分為j比特的網絡ID，唯一標識一個無 線網絡，一個無線網絡內所有接入節點的網絡ID都相同，在一個無線網絡內獲取的全局地 址的網絡ID都相同，網絡ID等于無線網絡內接入路由器的網絡ID;第S部分為k比特的 接入節點ID，唯一標識一個無線網絡內的接入節點，從一個接入節點獲取的全局地址的接 入節點ID都相同，值為該接入節點的接入節點ID;第四部分為n比特的移動設備ID，唯一 標識一個用戶移動網絡，在一個用戶移動網絡內的所有傳感器節點的移動設備ID都相同， 其值等于相同用戶移動網絡的移動設備的移動設備ID;第五部分為節點ID，唯一標識一個 用戶移動網絡中的傳感器節點；i，j，k和n為正整數，且為偶數；
[0013] 域ID，網絡ID，接入節點ID和移動設備ID構成全局路由前綴；一個接入路由器的 接入節點ID和移動設備ID為0,節點ID為1;一個接入節點的移動設備ID和節點ID為0， 一個移動設備的節點ID為0;
[0014] 所述無線網絡的設備的路由地址由=部分構成，第一部分為橫坐標，其值等于一 個移動設備的地理橫坐標；第二部分為縱坐標，其值等于一個移動設備的地理縱坐標；第 =部分為全局路由前綴，其值等于一個移動設備的全局路由前綴；
[0015] 一個接入路由器的全局地址預先設置，一個接入節點通過下述過程從一個接入路 由器獲取具有全球唯一性的全局地址；
[0016] 步驟101;開始；
[0017] 步驟102;接入節點向接入路由器發送接入節點ID請求消息；
[0018] 步驟103 ;接入路由器收到接入節點ID請求消息后，向接入節點返回一個接入節 點ID響應消息，節點ID響應消息負載為狀態為未分配的最小接入節點ID，接入路由器將分 配給接入節點的接入節點ID的狀態設置為已分配；
[0019] 步驟104 ;接入節點收到接入節點ID響應消息后，將消息負載中的接入節點ID與 接入路由器的域ID和網絡ID相結合構成自己的全局地址；
[0020] 步驟105 ;結束；
[0021] 一個無線網絡內的接入節點獲取全局地址后，一個移動設備從一個接入節點獲取 具有全球唯一性的全局地址，包括W下步驟：
[0022] 步驟201;開始；
[0023] 步驟202 ;移動設備向接入節點發送移動設備ID請求消息；
[0024] 步驟203;接入節點收到移動設備ID請求消息后，向移動設備返回一個移動設備 ID響應消息，移動設備ID響應消息負載為狀態為未分配的最小移動設備ID，接入節點將分 配給移動設備的移動設備ID的狀態設置為已分配；
[0025] 步驟204;移動設備收到移動設備ID響應消息后，將消息負載中的移動設備ID與 接入節點的域ID、網絡ID和接入節點ID相結合構成自己的全局地址；
[0026] 步驟205;結束。
[0027] 通過上述過程，所述無線網絡中的設備獲取了具有全球唯一性的地址，可W實現 網絡通信。
[002引本發明所述方法中，一個用戶移動網絡內的移動設備獲取全局地址后，該用戶移 動網絡內的傳感器節點從該移動設備獲取具有全球唯一性的全局地址，包括W下步驟：
[0029] 步驟301;開始；
[0030] 步驟302 ;傳感器節點向移動設備發送節點ID請求消息；
[0031] 步驟303 ;移動設備收到節點ID請求消息后，向傳感器節點返回一個節點ID響應 消息，節點ID響應消息負載為狀態為未分配的最小節點ID，移動設備將分配給傳感器節點 的節點ID的狀態設置為已分配；
[003引步驟304 ;傳感器節點收到節點ID響應消息后，將消息負載中的節點ID與移動設 備的域ID、網絡ID、接入節點ID和移動設備ID相結合構成自己的全局地址；
[003引 步驟305;結束。
[0034] 通過上述過程，傳感器節點可W獲取具有全局唯一性的地址從而能夠進行正確通 信。
[0035] 本發明所述方法中，一個用戶移動網絡在移動過程中，用戶移動網絡內的移動設 備和所有傳感器節點的全局地址保持不變；
[0036] 一個接入路由器保存一個關聯AP表，每個表項包含S個域；移動設備域，接入節 點域和生命周期域；一個接入節點保存一個關聯移動設備表，每個表項包含兩個域；移動 設備域和生命周期域；一個表項的生命周期隨著時鐘自動衰減，當衰減到位0時，相應的表 項自動被刪除。
[0037] 本發明所述方法中，在用戶移動網絡U1中的移動設備P1從當前關聯的接入節點 API向下一個關聯的節點AP2行駛，接入節點API和接入節點AP2屬于一個無線網絡，該無 線網絡的接入路由器為AR1的情況下，當接入節點AP2檢測到移動設備P1關聯到自己之 后，發起W下移動切換操作：
[003引步驟401;開始；
[0039] 步驟402 ;接入節點AP2在關聯移動設備表中增加一個表項，移動設備域為移動設 備P1的全局路由前綴，生命周期設置為最大值；
[0040] 步驟403 ;接入節點AP2向接入路由器AR1發送一條更新消息，消息負載為移動設 備P1的全局路由前綴；
[0041] 步驟404 ;接入路由器AR1收到更新消息后，將移動設備P1所對應的表項的接入 節點域值設置為接入節點AP2的全局路由前綴；
[0042] 步驟405;結束。
[0043] 上述過程確保了移動設備和傳感器節點在移動過程中通信的正確性和連續性，由 于在移動轉交過程中無需進行配置轉交地址且無需進行地址綁定，因此移動切換延遲減 少，路由延遲也降低，提高了通信質量。
[0044] 本發明所述方法中，在用戶移動網絡U1中的移動設備P1從當前關聯的接入節點 API向下一個關聯的接入節點AP2行駛，接入節點API和接入節點AP2屬于兩個無線網絡， 接入節點API所屬的無線網絡的接入路由器為AR1，接入節點AP2所屬的無線網絡的接入路 由器為AR2,接入路由器AR1和接入路由器AR2屬于一個域，該域中的管理服務器為S1的情 況下，當接入節點AP2檢測到移動設備P1關聯到自己之后，發起W下移動切換操作：
[0045] 步驟501;開始；
[0046] 步驟502 ;接入節點AP2在關聯移動設備表中增加一個表項，移動設備域為移動設 備P1的全局路由前綴，生命周期設置為最大值；
[0047] 步驟503 ;接入節點AP2向接入路由器AR2發送一條更新消息，消息負載為移動設 備P1的全局路由前綴；
[0048] 步驟504;接入路由器AR2收到更新消息后，在自己的關聯接入節點表中增加一個 表項，該表項的移動設備域為移動設備P1的全局路由前綴，接入節點域值設置為接入節點 AP2的全局路由前綴，接入路由器AR2向管理服務器S1發送一條更新消息，消息負載為移動 設備P1的全局路由前綴；
[0049] 步驟505 ;管理服務器S1收到更新消息后，將移動設備P1所對應的表項的接入路 由器域值設置為接入路由器AR2的全局路由前綴；
[0050] 步驟506;結束。
[0化1] 上述過程確保了移動設備和傳感器節點在移動過程中通信的正確性和連續性，由 于在移動轉交過程中無需進行配置轉交地址且無需進行地址綁定，因此移動切換延遲減 少，路由延遲也降低，提高了通信質量。
[0052] 本發明所述方法中，在用戶移動網絡U1中的移動設備P1從當前關聯的接入節點 API向下一個關聯的接入節點AP2行駛，接入節點API和接入節點AP2屬于兩個無線網絡， 接入節點API所屬的無線網絡的接入路由器為AR1，接入節點AP2所屬的無線網絡的接入路 由器為AR2,接入路由器AR1和接入路由器AR2屬于不同的域，接入路由器AR1所屬域中的 管理服務器為S1，接入路由器AR2所屬域中的管理服務器為S2的情況下，當接入節點AP2 檢測到移動設備P1關聯到自己之后，發起W下移動切換操作：
[005引步驟601;開始；
[0054]步驟602;接入節點AP2在關聯移動設備表中增加一個表項，移動設備域為移動設 備P1的全局路由前綴，生命周期設置為最大值；
[0化5]步驟603;接入節點AP2向接入路由器AR2發送一條更新消息，消息負載為移動設 備P1的全局路由前綴；
[0056]步驟604 ;接入路由器AR2收到更新消息后，在自己的關聯接入節點表中增加一個 表項，該表項的移動設備域為移動設備P1的全局路由前綴，接入節點域值設置為接入節點 AP2的全局路由前綴，然后向管理服務器S2發送一條更新消息，消息負載為移動設備P1的 全局路由前綴；
[0化7]步驟605;管理服務器S2收到更新消息后，在自己的關聯接入路由器節點表中增 加一個表項，該表項的移動設備域為