CN112040441A - 一种实现车载单元与网络设施之间通信的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种实现车载单元与网络设施之间通信的方法和装置，其中，所述方法包括：预先设置移动锚点；当检测到车载单元进入路侧单元的通信范围，根据所述车载单元的业务需要和预设的无线通信标准，与所述路侧单元建立通信链路；将接收到的IPv6归属地址前缀发送给车载单元；通过车载单元将收到的所述IPv6归属地址前缀和本地构造的IPv6链路层本地地址合成为IPv6目标地址，基于所述IPv6目标地址在所述车载单元和网络设施之间进行网络通信。采用本申请所述的实现车载单元与网络设施之间通信的方法，无需传统的远距离无线网络，能够通过在网络中部署少量的移动锚点实现V2N业务功能，网络架构简洁，且建设和维护成本较低。

Description

一种实现车载单元与网络设施之间通信的方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及智能交通技术领域，具体涉及一种实现车载单元与网络设施之间通信的方法及装置，另外还涉及一种电子设备及计算机可读存储介质。

背景技术

目前，现有的车载单元OBU可以和网络设施(例如Internet或者交通专网中的应用服务器)进行V2N通信，完成车载单元和网络设施之间的交通业务，例如电子导航、出行信息提示等业务。车载单元也可以和路侧单元RSU进行V2I通信，完成车载单元和路侧单元之间的交通业务，例如电子收费、前方交通事件告警等业务。

在如上所述的现有技术方案中，直连通信仅适用于车辆的车载单元和路侧设施的通信，无法用于车辆的车载单元和网络设施的通信。远距离通信通常用于车辆的车载单元和网络设施的通信，如果用于车辆的车载单元和路侧设施的通信，通常需要经过网络设施进行中转，效率较低。如果需要同时进行高效率的V2I业务和V2N业务，车载单元至少需要包含双通信模块，才能同时支持直连无线通信和远距离无线通信。因此，现有通信技术的实施成本较高。另外，目前的交通专网中，仅部署了用于V2I通信的直连通信的网络设施。如果是V2N通信，则通常需要借助蜂窝运营商的无线蜂窝网。蜂窝运营商的无线蜂窝网和交通专网，分属于2套网络。V2N业务借助于蜂窝运营商的无线蜂窝网，会带来很多安全、效率和运营方面的问题。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种实现车载单元与网络设施之间通信的方法，以解决现有技术中存在的车载单元与网络设施之间的网络通信效率较低，运营和维护成本较高的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种实现车载单元与网络设施之间通信的方法，包括：

预先在目标交通网络中设置用于负责车载单元的IP地址分配和释放，以及负责车载单元和网络设施之间上下行网络数据包传输的路由的移动锚点；

当检测到车载单元进入路侧单元的通信范围，根据所述车载单元的业务需要和预设的无线通信标准，与所述路侧单元建立点对点直连通信链路；

通过所述路侧单元将接收到的IPv6归属地址前缀发送给所述车载单元；

通过所述车载单元将收到的所述IPv6归属地址前缀和本地构造的IPv6链路层本地地址合成为IPv6目标地址，基于所述IPv6目标地址在所述车载单元和网络设施之间进行网络通信。

进一步的，所述的实现车载单元与网络设施之间通信的方法，其特征在于，还包括：预先在所述路侧单元和所述移动锚点之间建立用于承载车载单元和外部数据网之间的IPv6数据包的隧道，在所述隧道建立过程中，通过所述路侧单元接收隧道建立消息所携带的IPv6归属地址前缀。

进一步的，所述的实现车载单元与网络设施之间通信的方法，还包括：在所述车载单元与所述路侧单元建立点对点直连通信链路过程中，预先通过所述路侧单元获取所述车载单元的标识符，并通过所述车载单元基于RFC-4862标准所定义的预设方式，构造IPv6链路层本地地址。

进一步的，所述的实现车载单元与网络设施之间通信的方法，还包括：当车载单元在不同路侧单元之间移动时，所述移动锚点与不同路侧单元依次进行数据交互，建立与当前路侧单元之间的第一隧道，同时释放和之前路侧单元的第二隧道，完成隧道切换；同时保持所述车载单元的IPv6地址不变和业务连续性；所述第一隧道是在所述第二隧道之后建立的隧道。

进一步的，所述的实现车载单元与网络设施之间通信的方法，还包括：当所述车载单元移动到所述路侧单元的无线通信范围时，基于所述路侧单元通过移动锚点实现所述车载单元对应的IPv6地址的分配和释放。

第二方面，本发明实施例还提供一种实现车载单元与网络设施之间通信的装置，包括：

锚点设置单元，用于预先在目标交通网络中设置用于负责车载单元的IP地址分配和释放，以及负责车载单元和网络设施之间上下行网络数据包传输的路由的移动锚点，；

通信链路构建单元，用于当检测到车载单元进入路侧单元的通信范围，根据所述车载单元的业务需要和预设的无线通信标准，与所述路侧单元建立点对点直连通信链路；

地址发送单元，用于通过所述路侧单元将接收到的IPv6归属地址前缀发送给所述车载单元；

网络通信单元，用于通过所述车载单元将收到的所述IPv6归属地址前缀和本地构造的IPv6链路层本地地址合成为IPv6目标地址，基于所述IPv6目标地址在所述车载单元和网络设施之间进行网络通信。

进一步的，所述的实现车载单元与网络设施之间通信的装置，还包括：隧道构建单元，用于预先在所述路侧单元和所述移动锚点之间建立用于承载车载单元和外部数据网之间的IPv6数据包的隧道，在所述隧道建立过程中，通过所述路侧单元接收隧道建立消息所携带的IPv6归属地址前缀。

进一步的，所述的实现车载单元与网络设施之间通信的装置，还包括：本地地址构造单元，用于在所述车载单元与所述路侧单元建立点对点直连通信链路过程中，预先通过所述路侧单元获取所述车载单元的标识符，并通过所述车载单元基于RFC-4862标准所定义的预设方式，构造IPv6链路层本地地址。

第三方面，本发明实施例还提供一种电子设备，包括：处理器以及存储器；所述存储器，用于存储实现车载单元与网络设施之间通信的方法的程序，该电子设备通电并通过所述处理器运行该实现车载单元与网络设施之间通信的方法的程序后，执行上述任意一项所述的实现车载单元与网络设施之间通信的方法。

第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中包含一个或多个程序指令，所述一个或多个程序指令用于被处理器执行上述任一项所述的实现车载单元与网络设施之间通信的方法。

采用本申请所述的实现车载单元与网络设施之间通信的方法，无需传统的远距离无线网络(如4G/5G蜂窝无线网)，能够通过在网络中部署少量的移动锚点实现V2N业务功能，网络架构简洁，且建设和维护成本较低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

图1为本发明实施例提供的一种实现车载单元与网络设施之间通信的方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种实现车载单元与网络设施之间通信的装置的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种电子设备的示意图；

图4为本发明实施例提供的一种实现车载单元与网络设施之间通信的方法的第一应用示意图；

图5为本发明实施例提供的一种实现车载单元与网络设施之间通信的方法的第二应用示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面基于本发明所述的一种实现车载单元与网络设施之间通信的方法，对其实施例进行详细描述。如图1所示，其为本发明实施例提供的一种实现车载单元与网络设施之间通信的方法的流程图，具体实现过程包括以下步骤：

步骤S101：预先在目标交通网络中设置用于负责车载单元的IP地址分配和释放，以及负责车载单元和网络设施之间上下行网络数据包传输的路由的移动锚点。

在本发明实施例中，需要预先基于现有路侧单元RSU增加相应的软件功能，并在现有交通网络中设置移动锚点作为网元或者功能单元。该移动锚点负责车载单元OBU的IP地址分配和释放，并负责车载单元和网络设施间的上下行IP数据包的路由。在具体实施过程中，该移动锚点可以是RFC5213标准所定义的LMA网元或者是其它可行的网元，在此不做具体限定。

步骤S102：当检测到车载单元进入路侧单元的通信范围，根据所述车载单元的业务需要和预设的无线通信标准，与所述路侧单元建立点对点直连通信链路。

具体的，当车载单元移动到路侧单元的通信范围，可通过车载单元根据业务需要，可以按照相应的无线通信标准，和路侧单元建立点对点直连通信链路。通常，在所述车载单元与所述路侧单元建立点对点直连通信链路过程中，可通过所述路侧单元获取所述车载单元的标识符，并通过所述车载单元基于RFC-4862标准所定义的预设方式，构造IPv6链路层本地地址(link-local IPv6address)。

步骤S103：通过所述路侧单元将接收到的IPv6归属地址前缀发送给所述车载单元。

在本发明实施例中，需要预先在所述路侧单元和所述移动锚点之间建立用于承载车载单元和外部数据网之间的IPv6数据包的隧道。同时，由移动锚点将构建隧道过程中隧道建立消息所携带的IPv6归属地址前缀发送给路侧单元，并通过所述路侧单元给车载单元分配IPv6归属地址前缀。路侧单元作为PMIPv6的移动接入网关MAG，支持和本地移动锚点LMA建立通信隧道，该隧道建立的方式可以参考RFC5213标准所定义的方式，在此不再详细赘述。

步骤S104：通过所述车载单元将收到的所述IPv6归属地址前缀和本地构造的IPv6链路层本地地址合成为IPv6目标地址，基于所述IPv6目标地址在所述车载单元和网络设施之间进行网络通信。

本发明实施例中，可通过所述车载单元将收到的所述IPv6归属地址前缀和本地构造的IPv6链路层本地地址合成为IPv6目标地址，基于所述IPv6目标地址在所述车载单元和网络设施之间进行IP通信，实现V2N业务功能。车载单元的上行数据包和下行数据包均通过移动描点进行路由。

如图4和5所示，需要说明的是，在具体实施过程中，当所述车载单元移动到所述路侧单元的无线通信范围时，基于所述路侧单元通过移动锚点实现所述车载单元对应的IPv6地址的分配和释放。进一步的，当车载单元在不同路侧单元之间移动时，所述移动锚点与不同路侧单元依次进行数据交互，建立与当前路侧单元之间的第一隧道，同时释放和之前路侧单元的第二隧道，完成隧道切换；同时保持所述车载单元的IPv6地址不变和业务连续性；所述第一隧道是在所述第二隧道之后建立的隧道。比如：当车载单元在不同的路侧单元之间移动时，路侧单元和移动锚点进行交互，完成隧道切换，即移动锚点建立和新路侧单元的新隧道，同时释放和老路侧单元的老隧道，保证车载单元的IPv6地址不变。具体流程可以参考RFC5213和RFC5846。其中，所述第一隧道即为移动锚点建立和新路侧单元的新隧道，所述第二隧道即为移动锚点和老路侧单元的老隧道。

采用本发明所述的实现车载单元与网络设施之间通信的方法，无需传统的远距离无线网络(如4G/5G蜂窝无线网)，能够通过在网络中部署少量的移动锚点实现V2N业务功能，网络架构简洁，且建设和维护成本较低。

与上述提供的一种实现车载单元与网络设施之间通信的方法相对应，本发明还提供一种实现车载单元与网络设施之间通信的装置。由于该装置的实施例相似于上述方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处请参见上述方法实施例部分的说明即可，下面描述的实现车载单元与网络设施之间通信的装置的实施例仅是示意性的。请参考图2所示，其为本发明实施例提供的一种实现车载单元与网络设施之间通信的装置的示意图。

本发明所述的一种实现车载单元与网络设施之间通信的装置包括如下部分：

锚点设置单元201，用于预先在目标交通网络中设置用于负责车载单元的IP地址分配和释放，以及负责车载单元和网络设施之间上下行网络数据包传输的路由的移动锚点。

通信链路构建单元202，用于当检测到车载单元进入路侧单元的通信范围，根据所述车载单元的业务需要和预设的无线通信标准，与所述路侧单元建立点对点直连通信链路。

地址发送单元203，用于通过所述路侧单元将接收到的IPv6归属地址前缀发送给所述车载单元。

网络通信单元204，用于通过所述车载单元将收到的所述IPv6归属地址前缀和本地构造的IPv6链路层本地地址合成为IPv6目标地址，基于所述IPv6目标地址在所述车载单元和网络设施之间进行网络通信。

采用本发明所述的实现车载单元与网络设施之间通信的装置，无需传统的远距离无线网络(如4G/5G蜂窝无线网)，能够通过在网络中部署少量的移动锚点实现V2N业务功能，网络架构简洁，且建设和维护成本较低。

与上述提供的实现车载单元与网络设施之间通信的方法相对应，本发明还提供一种电子设备。由于该电子设备的实施例相似于上述方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处请参见上述方法实施例部分的说明即可，下面描述的电子设备仅是示意性的。如图3所示，其为本发明实施例提供的一种电子设备的示意图。该电子设备具体包括：处理器301和存储器302；其中，存储器302用于运行一个或多个程序指令，用于存储实现车载单元与网络设施之间通信的方法的程序，该电子设备通电并通过所述处理器301运行该实现车载单元与网络设施之间通信的方法的程序后，执行上述任意一项所述的实现车载单元与网络设施之间通信的方法。

与上述提供的一种实现车载单元与网络设施之间通信的方法相对应，本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中包含一个或多个程序指令，所述一个或多个程序指令用于被处理器执行上述任一项所述的实现车载单元与网络设施之间通信的方法。由于该计算机可读存储介质的实施例相似于上述方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处请参见上述方法实施例部分的说明即可，该部分描述的计算机可读存储介质仅是示意性的。

综上所述，需要说明的是，在本发明实施例中，处理器或处理器模块可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器可以是通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。处理器读取存储介质中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

存储介质可以是存储器，例如可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。

其中，非易失性存储器可以是只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM，简称PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，简称EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM，简称EEPROM)或闪存。

易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(Static RAM，简称SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM，简称DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM，简称SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double Data Rate SDRAM，简称DDRSDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(EnhancedSDRAM，简称ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synch link DRAM，简称SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(Direct Ram bus RAM，简称DRRAM)。

本发明实施例描述的存储介质旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。

本领域技术人员应该可以意识到，在上述一个或多个示例中，本发明所描述的功能可以用硬件与软件组合来实现。当应用软件时，可以将相应功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种实现车载单元与网络设施之间通信的方法，其特征在于，包括：

预先在目标交通网络中设置用于负责车载单元的IP地址分配和释放，以及负责车载单元和网络设施之间上下行网络数据包传输的路由的移动锚点；

当检测到车载单元进入路侧单元的通信范围，根据所述车载单元的业务需要和预设的无线通信标准，与所述路侧单元建立点对点直连通信链路；

通过所述路侧单元将接收到的IPv6归属地址前缀发送给所述车载单元；

通过所述车载单元将收到的所述IPv6归属地址前缀和本地构造的IPv6链路层本地地址合成为IPv6目标地址，基于所述IPv6目标地址在所述车载单元和网络设施之间进行网络通信。

2.根据权利要求1所述的实现车载单元与网络设施之间通信的方法，其特征在于，还包括：预先在所述路侧单元和所述移动锚点之间建立用于承载车载单元和外部数据网之间的IPv6数据包的隧道，在所述隧道建立过程中，通过所述路侧单元接收隧道建立消息所携带的IPv6归属地址前缀。

3.根据权利要求1所述的实现车载单元与网络设施之间通信的方法，其特征在于，还包括：在所述车载单元与所述路侧单元建立点对点直连通信链路过程中，预先通过所述路侧单元获取所述车载单元的标识符，并通过所述车载单元基于RFC-4862标准所定义的预设方式，构造IPv6链路层本地地址。

4.根据权利要求1所述的实现车载单元与网络设施之间通信的方法，其特征在于，还包括：当车载单元在不同路侧单元之间移动时，所述移动锚点与不同路侧单元依次进行数据交互，建立与当前路侧单元之间的第一隧道，同时释放和之前路侧单元的第二隧道，完成隧道切换；同时保持所述车载单元的IPv6地址不变和业务连续性；所述第一隧道是在所述第二隧道之后建立的隧道。

5.根据权利要求1所述的实现车载单元与网络设施之间通信的方法，其特征在于，还包括：当所述车载单元移动到所述路侧单元的无线通信范围时，基于所述路侧单元通过移动锚点实现所述车载单元对应的IPv6地址的分配和释放。

6.一种实现车载单元与网络设施之间通信的装置，其特征在于，包括：

锚点设置单元，用于预先在目标交通网络中设置用于负责车载单元的IP地址分配和释放，以及负责车载单元和网络设施之间上下行网络数据包传输的路由的移动锚点；

通信链路构建单元，用于当检测到车载单元进入路侧单元的通信范围，根据所述车载单元的业务需要和预设的无线通信标准，与所述路侧单元建立点对点直连通信链路；

地址发送单元，用于通过所述路侧单元将接收到的IPv6归属地址前缀发送给所述车载单元；

网络通信单元，用于通过所述车载单元将收到的所述IPv6归属地址前缀和本地构造的IPv6链路层本地地址合成为IPv6目标地址，基于所述IPv6目标地址在所述车载单元和网络设施之间进行网络通信。

7.根据权利要求6所述的实现车载单元与网络设施之间通信的装置，其特征在于，还包括：隧道构建单元，用于预先在所述路侧单元和所述移动锚点之间建立用于承载车载单元和外部数据网之间的IPv6数据包的隧道，在所述隧道建立过程中，通过所述路侧单元接收隧道建立消息所携带的IPv6归属地址前缀。

8.根据权利要求6所述的实现车载单元与网络设施之间通信的装置，其特征在于，还包括：本地地址构造单元，用于在所述车载单元与所述路侧单元建立点对点直连通信链路过程中，预先通过所述路侧单元获取所述车载单元的标识符，并通过所述车载单元基于RFC-4862标准所定义的预设方式，构造IPv6链路层本地地址。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

处理器；以及

存储器，用于存储实现车载单元与网络设施之间通信的方法的程序，该电子设备通电并通过所述处理器运行该实现车载单元与网络设施之间通信的方法的程序后，执行上述权利要求1-5任意一项所述的实现车载单元与网络设施之间通信的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中包含一个或多个程序指令，所述一个或多个程序指令用于被处理器执行如权利要求1-5任一项所述的实现车载单元与网络设施之间通信的方法。

Images