用以建立和组织ad-hoc无线对等网络的方法技术

本发明专利技术揭示一种用于组织和维护用于多个移动装置之间通信的ａｄ－ｈｏｃ网络的方法。所述方法包含以下步骤：将所述多个移动装置分组成至少一个本地对等群组（ＬＰＧ）；基于所述多个装置中的每一者在每个ＬＰＧ内的相对位置而在每个ＬＰＧ内对所述多个装置进行排序；和为所述多个移动装置中的每一者分配唯一识别符，其中所述唯一识别符部分的基于相应移动装置所位于的ＬＰＧ。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于在移动环境中通信的ad-hoc无线网络。更具体地说，本专利技术涉 及建立和维护移动装置到移动装置ad-hoc无线网络以实现准瞬时通信。
技术介绍
如今，无线技术已在生活各方面变得较为普遍，无论是无线家庭还是办公室网络、 本地餐馆、速食连锁店或旅馆处所谓的热点网络，或甚至是WiFi技术的全市性构建。 社会上推行无线的目的在于，提供对信息的可访问性和增加社会作为整体己通过广泛接 受和利用计算机网络(特别是因特网)而享受到的生产力。无线连网技术(例如， 802.11a/b/g)允许启用WiFi的装置如同其会在标准有线网络中那样彼此连接而没有电线 限制。人们可自由地保持连接到网络，而不管其在网络覆盖区域内的物理位置如何。鉴于这一目的，若干城市已尝试为城市创建无线网络。举例来说，2004年7月29 日，Grand Haven, Michigan获得美国第一 WiFi城市的荣誉，其构建的全市性无线网 络覆盖该城市的6平方英里且向Lake Michigan中延伸15英里。许多市政官员将WiFi 视为用于吸引和保持商业的基础设施必需品，就像下水道、电力、电话和交通运输一样。 此类系统对于城市管理人员的益处有很多，从提供城市雇员间的通信到向所有市民提供 公共服务通知、报告和其它有用信息。在为获得更强无线连接性的这种驱动下，日常生活的一个领域已经滞后。美国的道 路和公路基本上还停留在未由除基本卫星和蜂窝式电话系统以外的无线技术触及。然而， 将从美国道路上的无线网络技术构建中获得许多优点。最显著的优点是交通报告、安珀 警报、天气报告等，其能直接转继到所有可能受到影响的车辆。另外，将汽车连网在一起实现关于可能影响附近其它车辆的车辆的信息的转继。举 例来说， 一辆汽车可能突然刹车；可立即将这一动作报告给刹车汽车后面的所有车辆， 从而允许其它车辆的驾驶员在较不紧急的情况下采取必要行动。这个方面清楚暗示了减少交通事故和堵塞的含义。这种类型的无线连网可出现在车辆安全应用的许多方面中， 包括(但不限于)紧急道路障碍警告、十字路口协调、隐藏车道警告、车道改变或合并 协助。广义上可将车辆安全通信(VSC)分类成车辆到车辆通信以及车辆与基础设施通 信。在车辆到车辆通信中，车辆彼此通信而没有来自固定基础设施的支持。车辆在位于 彼此相同的无线电范围内时或在可能经由其它车辆进行多重跳跃转继时彼此通信。在车 辆与基础设施通信中，车辆在基础设施(例如，路旁无线接入点)的支持下彼此通信。 在此情况下，车辆也可仅与基础设施通信。关键VSC性能要求包括低等待时间(大约100毫秒)和稳定处理量(或等效地，成功接收警告消息的相邻车辆的百分比)，以便支持各种vsc应用(例如，避免碰撞)。仅在移动车辆上安装无线天线且接着传输不协调通信将不能足以满足这些要求。具 体地说，通过传输不协调数据，无线波将充斥着多个消息，此将导致无线电波干扰，因 为无线电带宽是有限的。因此，这些车辆将干扰彼此的传输且彼此竞争以获得无线电带宽来进行传输。另外， 所有消息将在所有方向上传播而不考虑所需传输方向。另外，每个车辆不会与其它车辆的网络配置匹配。高移动性和缺少内在关系使得将车辆先验配置到车辆群组中存在问题(例如，车辆 事先不知道关于其相邻者的任何信息)。必须以准实时方式在车辆间交换用于建立安全通 富所必需的所有信息，且群组中的车辆必须以准实时方式配置其自身，以使得可进行安 全通信。不协调车辆的高移动性意味着相邻者或车辆群组的频繁变化，且在车辆群组内 使用支持服务器(用于移动性、地址、名称、媒体会话)时构成困难。这些关键不同点使得现有策略性ad-hoc连网技术不能直接应用于车辆群组以进行安全通信。由于覆盖率、数据流量和等待时间问题，使用别处(例如热点)采用的WiFi方法是 不切实际的。中心城市周围的正常高峰时间通勤能产生多达3车道公路每1200米长有 600辆车的车辆密度。另外，所有这些车辆以30到60 mph的速率移动通过个别覆盖区 域。大部分无线系统未经装备来处理其网络中如此大的变化速率。具体地说，当车辆进入覆盖区域时，其会需要由无线接入点或路由器识别和发布配 置指令。当车辆离开覆盖区域时，无线接入点或路由器将需要更新其记录来从其网络中 移除所述车辆。因此，车辆通过特定覆盖区域的速度决定每隔多久需要由无线接入点或 路由器广播更新信息(例如，握手)并由所述范围内的所有车辆对其作出响应。所有这些车辆同时传输信息可能非常容易地在短时间内击溃系统。己进行了若干次尝试，以建立车辆到车辆通信网络。举例来说，FleetNet和 CarTalk2000两者均已开发了车辆到车辆通信网络。这两种系统均在每个车辆中使用GPS 系统，以获得位置信息并路由消息。FleetNet使用固定节点和移动节点两者作为ad-hoc 网络的基础设施。固定节点可充当服务器路由器、网关路由器和客户端服务器路由器。 多个固定节点的这种使用造成设立、维护和管理基础设施花费相当大的财务费用和额外 开销。另夕卜，FleetNet系统仅使用基于位置的路由和位置感知来转继消息。具体地说，作 为其系统的中枢，位置数据在所采用的通信协议中起决定性作用。CarTalk 2000也使用基于位置的协议。参与基于CarTalk2000的车辆间系统的每个车 辆必须装备GPS装置以在任何给定时间检测其当前位置。另外，CarTalk2000使用多个 不同路由协议，例如拓扑信息路由、程序路由和反应式路由-例如ad-hoc按需距离-向量 协议、动态源路由、混合式路由等。这些路由协议中的每一者使用一组复杂且独特的协 议规则。CarTalk2000系统的主要缺点在于发现相邻节点显著增加了带宽通信量。每个节点周 期性地将信标发送到其相邻汽车，从而报告其存在。在高通信量地区中，这将导致持续 的信标消息碰撞。然而，这些GPS网络具有显著缺点。在高移动性车辆环境中，GPS信息快速变得过 时。为了执行GPS位置路由，车辆间不断变化的GPS信息的交换造成太多的协议额外开 销和无线带宽浪费。结果，此类GPS位置路由技术不能实现最小通信等待时间或持续的 多重跳跃处理量。因此，需要创建一种ad-hoc网络，其能够实现严格的VSC性能要求且同时实现最小 通信等待时间或持续的多重跳跃处理量而不需要过量带宽和相当大的协议额外开销。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的在于通过将多个移动装置分组成管理群组(例如，本地对 等群组(LPG))来创建用于移动装置到移动装置通信的恰当通信边界，协调和转继消 息传输以及控制消息传播的范围和方向。另外，本专利技术的一个目的在于提供一种简单协 议，其用于建立和维护本地对等群组，动态分配识别和周期性更新移动装置的相对次序。本专利技术揭示一种用于组织和维护用于多个移动装置之间通信的ad-hoc网络的方法。 所述方法包含以下步骤将所述多个移动装置分组成至少一个本地对等群组(LPG);基 于多个装置中的每一者在每个LPG内的相对位置而在每个LPG内对多个装置进行排序；和为所述多个移动装置中的每一者分配唯一识别符，其中所述唯一识别符部分基于相应 移动装置所位于的LPG。存在两种类型的LPG，即固定LPG和动态LPG。固定LPG的位置和尺寸经预定且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于组织和维护用于多个移动装置之间通信的ａｄ－ｈｏｃ网络的方法，其包含以下步骤：　（ａ）将所述多个移动装置分组成至少一个本地对等群组（ＬＰＧ）；　（ｂ）基于所述多个装置中的每一者在每个ＬＰＧ内的相对位置而在每个ＬＰＧ内对所述 多个移动装置进行排序；和　（ｃ）为所述多个移动装置中的每一者分配唯一识别符，其中所述唯一识别符部分地基于相应移动装置所位于的ＬＰＧ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-1-11 60/643,3731. 一种用于组织和维护用于多个移动装置之间通信的ad-hoc网络的方法，其包含以下步骤(a)将所述多个移动装置分组成至少一个本地对等群组(LPG)；(b)基于所述多个装置中的每一者在每个LPG内的相对位置而在每个LPG内对所述多个移动装置进行排序；和(c)为所述多个移动装置中的每一者分配唯一识别符，其中所述唯一识别符部分地基于相应移动装置所位于的LPG。2. 根据权利要求l所述的方法，其中步骤b包括基于所述多个移动装置的相对位置的 变化而对所述多个移动装置进行重排序，所述变化是由所述多个移动装置的运动引 起的。3. 根据权利要求1所述的方法，其中步骤c包括当移动装置改变LPG时为所述移动装 置修改所述唯一识别符。4. 根据权利要求1所述的方法，其中基于对所述多个移动装置的排序且进一步基于一 种类型的通信消息而在LPG内路由消息。5. 根据权利要求1所述的方法，其中所述唯一识别符是IP地址。6. 根据权利要求5所述的方法，其中步骤c包括当移动装置位于两个邻近LPG的边界 附近或位于所述邻近LPG的重叠区域内时分配两个IP地址，以允许在所述邻近LPG 之间的通信。7. 根据权利要求1所述的方法，其中至少一个LPG是固定LPG，所述至少一个固定 LPG具有预定的固定位置。8. 根据权利要求1所述的方法，其中所述LPG是至少一个动态LPG，所述动态LPG 是基于所述多个移动装置中的一者或一者以上的群集而形成的。9. 根据权利要求1所述的方法，其中将所述LPG划分成若干等效单元(EC)，所述等 效单元由在彼此的一个跳跃内的一组移动装置界定，以使得仅需要一次消息传输即 可到达所述EC内的所述组移动装置中的任一者，所述EC由等效单元标头(ECH) 控制。10. 根...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡升伟，陈崴，贾丝明切尼卡拉瓦格赫塞，约翰李，匹田敏郎，马库斯庞，
申请(专利权)人：泰克迪亚科技公司，丰田信息技术中心有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]