一种移动IPv6中的头标压缩方法技术

本发明专利技术公开了数据压缩技术领域中的一种移动IPv6中的头标压缩方法。在无线链路上仅在数据流开始的时候发送完整的分组和选项头标，后续的IPv6分组只传送头标域中的变化部分和相对同一个流的关键标识符，在无线链路的两端压缩／解压缩分组头标。该方法有较好的容错功能，有效利用了无线带宽，解决了移动IPv6分组头标开销过大的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于数据压缩
，尤其涉及。
技术介绍
随着计算机终端和用户的增多，IPv4资源枯竭，路由表迅速膨胀，缺乏安全机制等问题逐渐暴露出来。为了解决这些问题，人们提出了 IPv6技术，相对于IPv4，IPv6技术具有更大的优势:支持数十亿的用户，减少了路由表数目，提供更好的安全服务，并支持移动性。在电信网络中IPv6已经得到广泛的探讨和研究，但是在无线网络中，可支持移动性的IPv6同样值得关注。相对于移动IPv4，移动IPv6有以下优点:(I) IPv6巨大的地址空间使移动性实现起来更加简单；(2) IPv6地址自动配置简化了 MN的转交地址的分配；(3)移动IPv6避免了移动IPv4的三角路径问题，实现了路由优化；(4) IPv6中不再需要外地代理。在无线网络的带宽相对较窄的情况下，必须解决移动IPv6分组头标开销过大的问题。本专利技术提出了一种基于移动IPv6头标压缩的算法。该算法利用同一业务流的单个分组和后续分组之间的信息冗余，在无线链路的两端压缩/解压缩分组头标。本专利技术从以下四个部分进行分析。第一部分:首先介绍地址分配方法，比较器编码和解码、LZW编码。第二部分:分别对MN和CN处于不同状态下进行分析。第三部分:进行计算机仿真性能分析。第四部分，对IPv6头标压缩的算法进行了总结。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提出，用于解决移动IPv6分组头标开销过大的问题。为了实现上述目的，本专利技术提出的技术方案是，，其特征是所述方法包括:步骤1:判断通信节点是否是固定节点，如果通信节点是固定节点，则执行步骤2 ；否则，执行步骤3;步骤2:呼叫连接建立后，第一基站分配一个设定长度字节的地址给移动节点，MSC分配一个用于存储所述地址的设定长度的字节给通信节点，跳至步骤4 ；所述第一基站为负责所述移动节点家乡代理业务的基站；步骤3:呼叫连接中，第一基站分配一个设定长度字节的地址给移动节点或者通信节点；步骤4:在首次IPv6数据流传输时，移动节点利用比较器编码将设定长度字节的地址进行LZW编码，而后将经过LZW编码的设定长度字节的地址发送给第一基站；步骤5:判断通信节点处于家乡代理状态还是外地代理状态，当通信节点处于家乡代理状态时，执行步骤6 ;当通信节点处于外地代理状态时，则执行步骤7 ；步骤6:第一基站将经过LZW编码的设定长度字节的地址发送给通信节点，通信节点将经过LZW编码的设定长度字节的地址解码，还原为原始的设定长度字节的地址，跳至步骤9 ;步骤7:移动节点将从第一基站切换至第二基站，移动节点将经过LZW编码的设定长度字节的地址发送给第二基站；所述第二基站为负责所述移动节点外地代理业务的基站；步骤8:第二基站将经过LZW编码的设定长度字节的地址发送给通信节点，通信节点将经过LZW编码的设定长度字节的地址解码，还原为原始的设定长度字节的地址；步骤9:结束。本专利技术在无线链路上仅在数据流开始的时候发送完整的分组和选项头标，后续的IPv6分组只传送头标域中的变化部分和相对同一个流的关键标识符，在无线链路的两端压缩/解压缩分组头标，解决了移动IPv6分组头标开销过大的问题。附图说明图1是IPv6头标格式图2是丽向BS呼叫连接的通信过程图3是地址分配图4是比较器编码原理框图5是比较器解码原理框图6是丽静态状态时图7是丽离开家乡代理时图8是IPv6头标压缩率的仿真结果图。具体实施方式下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本专利技术的范围及其应用。移动IPv6虽然有巨大的优势，但也有目前尚未解决的难题。由于无线链路传输速率较低、误码率较高的特性，在无线网络上传输IPv6分组的主要问题就是头标的开销过大。IPv6头标格式如图1所示，IPv6报头大小为:Nh = 8+Na+Ne (I)式中，Na包括源地址(16bytes)和目的地址(16bytes) ;NE为扩展报头和上层头标的大小；Nh为地址域的大小。1、IPv6头标压缩算法1.1地址分配方法在node A (移动节点丽或者用户)和node B (通信节点CN，与移动节点丽通信，该节点不需要具备移动IPv6的能力)的面向连接通信中，数据链路层和物理层中的IPv6头标分组头标传输部分是我们研究的重点。我们假定所有的地址都是基于时分多址(TDMA)分组网络。TDMA要求发送端和接受端时间同步。丽向CN发送数据时若发生丢包现象，TDMA网络会重新发送。当该数据包传输完毕，BS (基站)，MN，CN中的缓冲区将被清空，并为下次连接做好准备。图2是丽(移动节点)向BS(基站)呼叫连接的通信过程图。无论丽在家乡代理还是外地代理，BS都会不断的发送调度信号来跟踪MN。类似地，CN与BS之间也要建立一个呼叫连接的通信过程。在第一次通信过程中，MN和CN都会被分配一个固定大小的地址，该地址大小的确定取决于所属BS容纳用户的最大数量。经地址分配后的IPv6头标将采用LZW编码算法进行压缩，然后传送至BS。每一个MN在通信中要求分配一个信道。MN在家乡代理时，BS分配给它一个新的固定最小大小的节点地址(我们称为a bit) ;MN在外地代理时，BS分配给它一个新的最小转交地址CoA(MN移动到外地代理时得到的一个地址)。地址的大小取决于BS容纳最大的用户数，在微蜂窝、宏蜂窝、微微蜂窝系统，一个BS容纳的用户数量是有限的。我们假设这个用户数为1000个，210-1024，所以最大值为lObits。根据地址分配，32bytes的Na能压缩至20bits。然后BS将分配后的地址返回给丽。图2给出了丽和CN基于OSI七层模型的通信流程。地址分配的详细过程如下:MN和CN各自产生16bytes的IPv6地址传送至网络层，在呼叫建立过程中，BSl和BS2分别给丽和CN分配和发送更新的IObits大小的地址，若丽在家乡代理，归属地址会被新地址所代替；若MN不在家乡代理，CoA会被新地址所代替。在呼叫通信过程完成之前BS2将已分配的IObits (CN的结点地址)发送给BSl。`呼叫建立之后，丽用a bit地址与CN进行通信，有:Nh = 8+2 a +Ne = β (bytes) (2)1.2比较器编码和解码在以后的通信过程中，如果报头都一样，MN不管在家乡代理还是在外地代理都不用再重新发送。比较器对前后两个头标进行比较，然后编码和解码，图4、图5为比较器编码和解码的原理框图。图4中，s(t)与s(t-l)为地址分配输出数据流格式，也就是式(I)中的8bits。s(t)为目前的数据流格式，s (t-1)为上一个数据流，x(t)的值为I或0,q(t)为转交地址大小，即式(3)中的O。编码算法如下:编码器1:将来自地址分配的输出s (t)，s (t-Ι)储存在缓冲器中。令s(t) = s (t-1) ο比较s(t)与s (t-1)来确定x(t)的值,如下式所示:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种移动IPv6中的头标压缩方法，其特征是所述方法包括：步骤1：判断通信节点是否是固定节点，如果通信节点是固定节点，则执行步骤2；否则，执行步骤3；步骤2：呼叫连接建立后，第一基站分配一个设定长度字节的地址给移动节点，MSC分配一个用于存储所述地址的设定长度的字节给通信节点，跳至步骤4；所述第一基站为负责所述移动节点家乡代理业务的基站；步骤3：呼叫连接中，第一基站分配一个设定长度字节的地址给移动节点或者通信节点；步骤4：在首次IPv6数据流传输时，移动节点利用比较器编码将设定长度字节的地址进行LZW编码，而后将经过LZW编码的设定长度字节的地址发送给第一基站；步骤5：判断通信节点处于家乡代理状态还是外地代理状态，当通信节点处于家乡代理状态时，执行步骤6；当通信节点处于外地代理状态时，则执行步骤7；步骤6：第一基站将经过LZW编码的设定长度字节的地址发送给通信节点，通信节点将经过LZW编码的设定长度字节的地址解码，还原为原始的设定长度字节的地址，跳至步骤9；步骤7：移动节点将从第一基站切换至第二基站，移动节点将经过LZW编码的设定长度字节的地址发送给第二基站；所述第二基站为负责所述移动节点外地代理业务的基站；步骤8：第二基站将经过LZW编码的设定长度字节的地址发送给通信节点，通信节点将经过LZW编码的设定长度字节的地址解码，还原为原始的设定长度 字节的地址；步骤9：结束。...

【技术特征摘要】
1.一种移动IPv6中的头标压缩方法，其特征是所述方法包括: 步骤1:判断通信节点是否是固定节点，如果通信节点是固定节点，则执行步骤2 ;否贝U，执行步骤3; 步骤2:呼叫连接建立后，第一基站分配一个设定长度字节的地址给移动节点，MSC分配一个用于存储所述地址的设定长度的字节给通信节点，跳至步骤4 ； 所述第一基站为负责所述移动节点家乡代理业务的基站； 步骤3:呼叫连接中，第一基站分配一个设定长度字节的地址给移动节点或者通信节占.步骤4:在首次IPv6数据流传输时，移动节点利用比较器编码将设定长度字节的地址进行LZW编码，而后将经过LZW编码的设定长度字节的地址发送给第一基站； 步骤5:判断通信节点处于家...

【专利技术属性】
技术研发人员：程远，冯刚，常宁，唐秋月，
申请(专利权)人：北京天地互连信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：