[發明專利]一種基于軟件定義網絡的車聯網數據傳輸方法和裝置

有效

• 申請號: 201611143296.8
• 申請日: 2016-12-13
• 公開（公告）號: CN106603658B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 焦臻楨;丁慧;黨梅梅;張國穎;張海懿
• 申請（專利權）人: 工業和信息化部電信研究院
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04W4/40;H04L12/721
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 謝安昆;宋志強

本發明提供了一種基于軟件定義的車聯網數據傳輸方法和裝置，所述車聯網包括應用層、控制層和數據轉發層；控制層分別通過北向接口、南向接口與應用層和數據轉發層進行信息交互；該方法包括：控制層設備獲取所有數據轉發層設備的位置信息和未來軌跡信息；控制層設備獲知數據轉發層設備需要發送數據報文時，判斷是否需要通過長距離蜂窩無線通信網絡傳輸數據報文，如果是，則指示數據轉發層設備從蜂窩接口轉發數據報文，否則，根據數據轉發層設備的位置信息和未來軌跡信息生成數據報文對應的流表并下發至數據轉發層設備，以使數據轉發層設備基于流表轉發數據報文，實現數據報文的短距離無線通信。

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，特別涉及一種基于軟件定義網絡的車聯網數據傳輸方法和裝置。

背景技術

近年來，車聯網技術被認為是提高車輛行駛安全、提升交通運行效率、降低交通能源消耗、減少交通污染的重要技術手段之一，日益受到關注。此外，利用車輛作為互聯網入口，通過車聯網為正在行駛的車輛中的用戶提供更多的信息及娛樂服務；或利用車輛作為感知節點，對城市環境及車輛本身各類數據進行感知、采集、傳輸等，也日益成為受人關注的新應用需求。

當前被廣泛接受的主流車聯網網絡架構可大致分為兩大類：基于蜂窩架構的車聯網和基于短距無線通信技術(如Wi-Fi、802.11p，DSRC等)的車聯網，其中，后者以車輛ad-hoc網絡(簡稱為VANET)為主要代表。

基于蜂窩架構的車聯網并不以一個獨立網絡體系的身份存在：車輛作為蜂窩網絡中的一類節點，通過蜂窩接入獲得網絡接入能力。新一代蜂窩網絡架構(如4G、5G)針對車輛節點的特殊性及相關應用所提出的技術需求，對自身的空口協議等通信和網絡協議及參數進行調整和適配，使蜂窩網絡能夠滿足對車輛節點覆蓋的需求，并支撐車輛行駛安全、信息娛樂等各類應用。在蜂窩網絡中，當任何車輛需發送數據包時，均須經由蜂窩上行鏈路發送給蜂窩基站，同樣的，所有下行數據包均經由蜂窩下行鏈路發送給車輛。

相對地，基于短距無線通信技術的車聯網是一種獨立于蜂窩網絡之外的、由車輛節點通過短距無線通信手段彼此連接、并依賴每一個車輛自身路由的自組織網絡。在該類型網絡中，數據包的遠距離傳輸常常必須通過多跳中繼的方式完成，即：端到端路徑由數個車輛因相遇而形成的臨時鏈路組成，數據包必須通過車輛間多次的中繼傳遞才能從源節點車輛傳輸至目的節點車輛。

可以看出，蜂窩架構車聯網能夠很好的支撐車輛安全等相關應用對數據傳輸實時性和可靠性的需求。短距無線通信技術車聯網架構中的多跳傳輸方式，則會在數據傳輸過程中帶來較大延遲和丟包概率。

然而，隨著大數據時代的到來，車輛自身的設備運行數據及其行駛過程中所經過的不同區域內的環境、商業等相關數據，被視為具有巨大的應用潛力和價值。尤其是當前對這些數據的感知和采集手段越來越成熟，使得對該類海量數據傳輸和采集的需求也日益成為城市網絡建設的一個重要考量。從這一角度出發，基于短距無線通信技術的車聯網所具有的免費、靈活、自由等特點，使其在海量數據采集場景中能夠占有一席之地，其原因在于：首先，其免費的特點能夠在海量數據傳輸中為各方用戶節省巨大的流量和資費開銷；其次，使用多跳傳輸技術來傳輸海量非時延敏感數據，能夠極大緩解蜂窩網絡壓力，同時為行駛安全類應用極大地節省了帶寬等網絡資源；最后，基于短距無線通信技術的車輛網絡接入可以由車輛企業利用現有成熟技術完成(如利用802.11p和Wi-Fi等)，所產生和傳輸的數據也可以通過特定收集方式適度保密，而無須使大量具有高商業價值或涉及駕駛安全性的保密數據必須通過公有的運營商網絡傳輸。這一特點對車輛生產企業，尤其是具有較強市場優勢地位的企業，具有較強的吸引力，從而增加了短距接入技術應用的空間。

綜上所述，如果能夠在同一個網絡架構下高效協調和應用不同網絡傳輸手段，例如在以蜂窩網絡保障交通安全等實時性強的應用的基礎上，充分利用以短距對等通信為手段的多跳傳輸等網絡傳輸方式分擔時延不敏感數據的傳輸，則能夠有效分攤海量數據傳輸給蜂窩網絡帶來的傳輸壓力，具有較強的實用價值和現實意義。

發明內容