专利摘要
本发明公开了下一代移动自组网移动切换的实现方法，所述下一代移动自组网由多个子网组成，子网由多个移动节点3组成。所述移动自组网中的移动节点的IPv6地址由四部分组成，第一部分是全局路由前缀，第二部分是子网ID，第三部分为地址类型，表明移动节点的IPv6地址为家乡地址转交地址，第四部分为移动节点ID，移动节点ID唯一标识移动自组网中的一个移动节点。当移动节点位于家乡子网时，它的转交地址等于家乡地址。本移动切换实现方法传输数据量小，延迟时间短，数据包丢失率低，可以应用于军事国防、医疗健康等诸多领域。
说明书
技术领域
本发明涉及一种移动切换的实现方法，尤其涉及的是一种下一代移动自组网移动切换的实现方法。
技术背景背景技术
随着移动自组网的广泛应用及基于IPv6互联网络的成熟和发展，下一代移动自组网已成为未来发展的必然趋势。随着用户对移动业务需求的不断增长，下一代移动自组网只有提供良好的移动性支持，才能使其获得更大地应用空间。目前，IPv6中典型的移动协议（如HMIPv6，FMIPv6及MIPv6）应用到下一代移动自组网中还存在一些问题，主要原因为如下：
1）现有移动协议中，移动传感器节点需要发送和接收大量的控制信息来确保移动过程中的通信畅通，减少数据包的丢失，而传输控制信息会消耗大量的能量，这会大幅度缩减传感器节点的寿命；
2）移动切换延迟较长，引起数据包大量丢失。
因此针对资源有限的下一代移动自组网需要建立一种低延迟的移动切换方法。
发明内容发明内容
发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种下一代移动自组网移动切换的实现方法。
技术方案：本发明公开了所述移动自组网中的移动节点的IPv6地址由四部分组成，第一部分是全局路由前缀，一个移动自组网中所有移动节点的IPv6地址的全局路由前缀都相同，第二部分是子网ID，子网ID唯一标识移动自组网中的一个子网，一个子网中所有移动节点的IPv6地址的子网ID都相同；第三部分为地址类型，表明移动节点的IPv6地址为家乡地址转交地址，家乡地址的地址类型为1，转交地址的地址类型为0；第四部分为移动节点ID，移动节点ID唯一标识移动自组网中的一个移动节点；
针对移动节点频繁移动的特点，上述移动节点的IPv6地址格式有效降低了重复地址检测功耗和延迟，从而降低IPv6地址配置功耗，节省IPv6地址配置时间。
所述移动自组网由多个子网组成，所述子网即本层移动自组网的下层移动自组网；
当移动节点位于家乡子网（所述家乡子网为获取家乡IP地址的网络）时，它的转交地址等于家乡地址。
本发明中，所述移动自组网采用改进的无线自组网按需平面距离矢量路由协议（Ad hoc On-Demand Distance Vector Routing，AODV）作为路由协议，改进的AODV的路由表项由四个域组成，包括目的移动节点的转交地址域、目的移动节点的家乡地址域、下一跳移动节点域以及距离目的移动节点的跳数域。
本发明中，所述改进的AODV的路由响应消息中，包括目的地址域、子网域和源IP地址域；所述目的地址域包括目的移动节点家乡IP地址域和目的移动节点转交IP地址域；子网域表明所建立的路由路径的目的地为目的子网还是目的移动节点，如果为1，表明建立到达目的子网的路由，如果为0，表明建立到达目的移动节点的路由；源IP地址域为路由响应消息的目的节点或者目的子网的转交IP地址。
扩展了ADOV路由协议不仅能够记录移动节点的家乡地址和转交地址的对应性，还能够建立到达目的子网的路由路径，从而增加了路由协议的灵活性。
本发明中，当移动节点从一个子网移动到另外一个外部子网（即与本子网不同的另一子网）时，如果移动节点没有与其它移动节点进行通信，则移动节点则定期采用如下步骤建立移动节点与其家乡子网的路由：
步骤201：开始；
步骤202：移动节点移动到外部子网后，获取新的转交IP地址，然后在一跳范围内广播路由请求消息，消息的目的IP地址域为本移动节点的家乡子网的子网ID；
步骤203：移动节点的邻居移动节点收到路由请求消息后，判断是否有到达移动节点家乡子网的路由路径，如果是，进行步骤204，否则进行步骤210；
步骤204：邻居移动节点向移动节点返回一个路由响应消息；
步骤205：在规定时间内，移动节点判断是否收到路由响应消息，如果是，进行步骤207，否则进行步骤206；
步骤206：移动节点在两跳范围内广播路由请求消息，返回步骤203；
步骤207：移动节点向距离家乡子网最近的邻居移动节点Z发送路由响应消息，其中在邻居移动节点Z对应的移动节点家乡子网的路由表项中，目的移动节点转交IP地址域标识的移动节点为另一移动节点R，路由响应消息的目的移动节点转交IP地址域为移动节点的转交IP地址，目的移动节点家乡IP地址域为移动节点的家乡IP地址，源IP地址域为移动节点R的IP地址；
步骤208：路由响应消息按照邻居移动节点Z已建立的路由路径进行路由，所经过的中间移动节点添加到达移动节点的路由表项，最终路由响应消息到达目的移动节点R；
步骤209：移动节点R收到路由响应消息后，添加到达移动节点的路由表项，移动节点建立了到达家乡子网的路由路径；
步骤210：结束。
在没有基础设施的移动网络中，通过上述操作实现了移动节点家乡地址的永久性，用户采用移动节点的家乡地址与移动节点保持通信，无需参与移动切换过程，移动节点的移动过程及转交地址变更过程对用户透明。
本发明中，当移动节点从一个子网移动到另外一个外部子网时，如果移动节点正在与另外一个移动节点进行通信，则采用如下步骤建立移动节点与通信移动节点的路由：
步骤301：开始；
步骤302：移动节点移动到外部子网后，获取新的转交IP地址，然后在一跳范围内广播路由请求消息，消息的目的IP地址域为与通信移动节点的路由路径的上一跳移动节点Y当前所在子网的子网ID；
步骤303：移动节点的邻居移动节点收到路由请求消息后，判断它是否有到达上一跳移动节点Y所在子网的路由路径，如果是，进行步骤304，否则进行步骤315；
步骤304：邻居移动节点向移动节点返回一个路由响应消息；
步骤305：在规定时间内，移动节点判断是否收到路由响应消息，如果是，进行步骤307，否则进行步骤306；
步骤306：移动节点在两跳范围内广播路由请求消息，进行步骤303；
步骤307：移动节点向距离家乡子网最近的邻居移动节点Z发送路由响应消息，其中邻居移动节点Z中对应移动节点家乡子网的路由表项的目的移动节点的转交地址标识的移动节点为移动节点R，路由响应消息的子网域为1，目的移动节点转交IP地址域为移动节点的转交IP地址，目的移动节点家乡IP地址域为移动节点的家乡IP地址，源IP地址域为移动节点Y的IP地址；
步骤308：路由响应消息按照移动节点Z已建立的路由到达下一跳移动节点；
步骤309：下一跳移动节点收到路由响应消息后，判断自己是否位于移动节点Y所在的子网内，如果是，进行步骤311，否则进行步骤310；
步骤310：下一跳移动节点在路由表项中添加到达移动节点X的路由表项，同时查看路由表将RREP消息转发给距离目的子网最近的下一跳移动节点，进行步骤309；
步骤311：位于移动节点Y所在子网的下一跳移动节点R收到路由响应消息后，判断是否有到达移动节点Y的路由路径，如果是，进行步骤313，否则进行步骤312；
步骤312：移动节点R在子网内建立到达移动节点Y的路由路径，并通过建立的路径将路由响应消息转发给移动节点Y，所经过的中间移动节点添加到达移动节点X的路由表项，进行步骤314；
步骤313：移动节点R按照已有的路由将路由响应消息转发给移动节点Y，所经过的中间移动节点添加到达移动节点X的路由表项；
步骤314：移动节点Y收到路由响应消息后，更新到达移动节点X的路由表项；
步骤315：结束。
当移动节点与正在通信的另外一个移动节点的路由中断时，由移动节点通过单播方式直接建立到达另外一个移动节点的路由从而使移动切换代价和延迟大幅度下降。
本发明中，移动节点移动到一个外部网络后，通信移动节点与移动节点的通信过程为：
步骤401：开始；
步骤402：通信移动节点广播路由请求消息，消息负载中的目的地址为移动节点的家乡IP地址；
步骤403：路由请求消息到达移动节点所在家乡子网后，具有到达移动节点路由信息的移动节点向通信移动节点返回路由响应消息；
步骤404：通信移动节点选择最新的路由信息建立到达移动节点的路由路径，并通过此路由路径实现与移动节点的通信；
步骤405：结束。
本发明中，在移动节点与通信移动节点的通信过程中，移动节点移动到另外一个外部网络后的通信过程为：
步骤501：开始；
步骤502：通信移动节点继续向移动节点发送后续数据包，数据包的目的地址为移动节点的家乡IP地址；
步骤503：数据包按照通信前建立的路由到达移动节点的上一跳移动节点；
步骤504：上一跳移动节点根据更新后的路由将数据包路由到移动到外部子网后的移动节点；
步骤505：结束。
本发明中，如果移动节点与通信移动节点正在通信，当移动节点在子网内部发生移动脱离上一跳移动节点的通信范围后，上一跳移动节点则采用AODV路由协议建立到达移动节点的路由路径，并根据新建立的路由路径将目的地址为移动节点的数据发送到移动节点，确保移动节点与通信移动节点的正常通信。
有益效果：本发明提供了一种下一代移动自组网移动切换的实现方法，所述移动自组网中的移动节点通过本发明所提供的移动切换实现方法，可保持移动过程中通信的连续性，有效降低了移动切换延迟，降低了移动切换过程中的数据包丢失率，本发明可应用于军事国防、医疗健康等诸多领域，例如，在军事国防领域中，指挥中心通过访问作战地区的移动自组网中的移动节点获取相关信息和资料。由于移动自组网具有易于布置、易于维护等特点，而互联网具有地理位置覆盖广泛，使用方便，界面友好、费用低廉等特点，因此，本技术具有很高的推广价值。
附图说明附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
图1为本发明所述的子网及移动节点结构示意图。
图2为本发明所述的移动节点的IPv6地址的结构示意图。
图3为本发明所述的路由表项结构示意图。
图4为本发明所述的改进的AODV的路由响应消息结构示意图。
图5为本发明所述的移动节点与其家乡子网的路由建立流程示意图。
图6为本发明所述的移动节点与通信的移动节点的路由建立流程示意图。
图7为本发明所述的通信移动节点与移动节点的通信流程示意图。
图8为本发明所述的移动节点移动到另外一个外部网络后的通信流程示意图。
具体实施方式具体实施方式：
本发明提供了一种下一代移动自组网移动切换的实现方法，所述移动自组网中的移动节点通过本发明所提供的移动切换实现方法，可保持移动过程中通信的连续性，有效降低了移动切换延迟，降低了移动切换过程中的数据包丢失率。
图1为本发明所述的子网及移动节点结构示意图。所述下一代移动自组网1由多个子网2组成，子网2由多个移动节点3组成。
图2为本发明所述的移动节点的IPv6地址的结构示意图。所述移动自组网中的移动节点的IPv6地址由四部分组成，第一部分是全局路由前缀，其长度为64比特，一个移动自组网中所有移动节点的IPv6地址的全局路由前缀都相同，第二部分是子网ID，其长度为i比特，子网ID唯一标识移动自组网中的一个子网，一个子网中所有移动节点的IPv6地址的子网ID都相同，其中，i值由实际应用中包含子网的个数来确定；第三部分为地址类型，表明移动节点的IPv6地址为家乡地址转交地址，家乡地址的地址类型为1，转交地址的地址类型为0；第四部分为移动节点ID，移动节点ID唯一标识移动自组网中的一个移动节点。当移动节点位于家乡子网（所述家乡子网为获取家乡IP地址的网络）时，它的转交地址等于家乡地址。
图3为本发明所述的路由表项结构示意图。改进的AODV的路由表项由四个域组成，包括目的移动节点的转交地址域、目的移动节点的家乡地址域、下一跳移动节点域以及距离目的移动节点的跳数域。
图4为本发明所述的改进的AODV的路由响应消息结构示意图。所述改进的AODV的路由响应消息中，包括目的地址域、子网域和源IP地址域；所述目的地址域包括目的移动节点家乡IP地址域和目的移动节点转交IP地址域；子网域表明所建立的路由路径的目的地为目的子网还是目的移动节点，如果为1，表明建立到达目的子网的路由，如果为0，表明建立到达目的移动节点的路由；源IP地址域为路由响应消息的目的节点或者目的子网的转交IP地址。
图5为本发明所述的移动节点与其家乡子网的路由建立流程示意图。当移动节点从一个子网移动到另外一个外部子网（即与本子网不同的另一子网）时，如果移动节点没有与其它移动节点进行通信，则移动节点则定期采用如下步骤建立移动节点与其家乡子网的路由：
步骤201：开始；
步骤202：移动节点移动到外部子网后，获取新的转交IP地址，然后在一跳范围内广播路由请求消息，消息的目的IP地址域为本移动节点的家乡子网的子网ID；
步骤203：移动节点的邻居移动节点收到路由请求消息后，判断是否有到达移动节点家乡子网的路由路径，如果是，进行步骤204，否则进行步骤210；
步骤204：邻居移动节点向移动节点返回一个路由响应消息；
步骤205：在规定时间内，移动节点判断是否收到路由响应消息，如果是，进行步骤207，否则进行步骤206；
步骤206：移动节点在两跳范围内广播路由请求消息，返回步骤203；
步骤207：移动节点向距离家乡子网最近的邻居移动节点Z发送路由响应消息，其中在邻居移动节点Z对应的移动节点家乡子网的路由表项中，目的移动节点转交IP地址域标识的移动节点为另一移动节点R，路由响应消息的目的移动节点转交IP地址域为移动节点的转交IP地址，目的移动节点家乡IP地址域为移动节点的家乡IP地址，源IP地址域为移动节点R的IP地址；
步骤208：路由响应消息按照邻居移动节点Z已建立的路由路径进行路由，所经过的中间移动节点添加到达移动节点的路由表项，最终路由响应消息到达目的移动节点R；
步骤209：移动节点R收到路由响应消息后，添加到达移动节点的路由表项，移动节点建立了到达家乡子网的路由路径；
步骤210：结束。
图6为本发明所述的移动节点与通信的移动节点的路由建立流程示意图。当移动节点从一个子网移动到另外一个外部子网时，如果移动节点正在与另外一个移动节点进行通信，则采用如下步骤建立移动节点与通信移动节点的路由：
步骤301：开始；
步骤302：移动节点移动到外部子网后，获取新的转交IP地址，然后在一跳范围内广播路由请求消息，消息的目的IP地址域为与通信移动节点的路由路径的上一跳移动节点Y当前所在子网的子网ID；
步骤303：移动节点的邻居移动节点收到路由请求消息后，判断它是否有到达上一跳移动节点Y所在子网的路由路径，如果是，进行步骤304，否则进行步骤315；
步骤304：邻居移动节点向移动节点返回一个路由响应消息；
步骤305：在规定时间内，移动节点判断是否收到路由响应消息，如果是，进行步骤307，否则进行步骤306；
步骤306：移动节点在两跳范围内广播路由请求消息，进行步骤303；
步骤307：移动节点向距离家乡子网最近的邻居移动节点Z发送路由响应消息，其中邻居移动节点Z中对应移动节点家乡子网的路由表项的目的移动节点的转交地址标识的移动节点为移动节点R，路由响应消息的子网域为1，目的移动节点转交IP地址域为移动节点的转交IP地址，目的移动节点家乡IP地址域为移动节点的家乡IP地址，源IP地址域为移动节点Y的IP地址；
步骤308：路由响应消息按照移动节点Z已建立的路由到达下一跳移动节点；
步骤309：下一跳移动节点收到路由响应消息后，判断自己是否位于移动节点Y所在的子网内，如果是，进行步骤311，否则进行步骤310；
步骤310：下一跳移动节点在路由表项中添加到达移动节点X的路由表项，同时查看路由表将RREP消息转发给距离目的子网最近的下一跳移动节点，进行步骤309；
步骤311：位于移动节点Y所在子网的下一跳移动节点R收到路由响应消息后，判断是否有到达移动节点Y的路由路径，如果是，进行步骤313，否则进行步骤312；
步骤312：移动节点R在子网内建立到达移动节点Y的路由路径，并通过建立的路径将路由响应消息转发给移动节点Y，所经过的中间移动节点添加到达移动节点X的路由表项，进行步骤314；
步骤313：移动节点R按照已有的路由将路由响应消息转发给移动节点Y，所经过的中间移动节点添加到达移动节点X的路由表项；
步骤314：移动节点Y收到路由响应消息后，更新到达移动节点X的路由表项；
步骤315：结束。
图7为本发明所述的通信移动节点与移动节点的通信过程流程示意图。移动节点移动到一个外部网络后，通信移动节点与移动节点的通信过程为：
步骤401：开始；
步骤402：通信移动节点广播路由请求消息，消息负载中的目的地址为移动节点的家乡IP地址；
步骤403：路由请求消息到达移动节点所在家乡子网后，具有到达移动节点路由信息的移动节点向通信移动节点返回路由响应消息；
步骤404：通信移动节点选择最新的路由信息建立到达移动节点的路由路径，并通过此路由路径实现与移动节点的通信；
步骤405：结束。
图8为本发明所述的移动节点移动到另外一个外部网络后的通信流程示意图。在移动节点与通信移动节点的通信过程中，移动节点移动到另外一个外部网络后的通信过程为：
步骤501：开始；
步骤502：通信移动节点继续向移动节点发送后续数据包，数据包的目的地址为移动节点的家乡IP地址；
步骤503：数据包按照通信前建立的路由到达移动节点的上一跳移动节点；
步骤504：上一跳移动节点根据更新后的路由将数据包路由到移动到外部子网后的移动节点；
步骤505：结束。
综上所述，本发明提供了一种下一代移动自组网移动切换的实现方法，此方法有效降低了移动切换延迟，降低了移动切换过程中的数据包丢失率，此项技术可以应用于军事国防、医疗健康等诸多领域，例如，在军事国防领域中，指挥中心通过访问作战地区的移动自组网中的移动节点获取相关信息和资料。由于移动自组网具有易于布置、易于维护等特点，而互联网具有地理位置覆盖广泛，使用方便，界面友好、费用低廉等特点，因此，本技术具有很高的推广价值。
本发明提供了下一代移动自组网移动切换的实现方法的思路，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部份均可用现有技术加以实现。
下一代移动自组网移动切换的实现方法专利购买费用说明
Q：办理专利转让的流程及所需资料
A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。
1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。
2：按规定缴纳著录项目变更手续费。
3：同时提交相关证明文件原件。
4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。
Q:专利著录项目变更费用如何缴交
A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式
Q：专利转让变更，多久能出结果
A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。
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