一种基于多模态网络的车联网系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于多模态网络的车联网系统，该系统基于一种分布式网络的协议标准，并在此基础上结合多模态网络架构，得到基于地理位置标识寻址的车联网系统。在该车联网系统中，三层协议不再是传统的IP报文，而是携带了地理位置标识的报文，并且可以直接根据地理位置信息转发报文。多模态网络控制器会负责将数据包转发至目的位置标识所对应的目的地。该系统可以灵活的支撑车联网中包括道路安全和交通资讯的传播。通资讯的传播。通资讯的传播。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多模态网络的车联网系统


[0001]本专利技术属于网络模态部署领域，具体涉及一种基于多模态网络的车联网系统。

技术介绍

[0002]随着经济和技术的不断发展，汽车正在不断普及，面对着车辆数量的不断增长，车辆交通管理难度上升，人们面临着日益严重的交通拥堵和交通事故等问题，同时交通基础设施也需要不断完善和升级。现阶段车联网系统，可以通过车与车和车与路侧基站之间进行通信，为车辆广播道路安全相关信息，保障车辆行驶的安全性。
[0003]但是由于车辆基于传统IP网络的通信方式，车联网关键数据信息集中在网络应用层，在交通拥堵时，会产生巨大通信量，导致车辆通信网络信息冗余、网络拥塞，严重威胁车辆安全行驶。采用传统IP单一通信模式具有十分明显的局限性，车辆道路数据不能有效的共享和分发。
[0004]在车联网系统中的终端节点大多处于高速运动的状态中，车与车和车与路侧基站的链路生存时间短，拓扑变化迅速。而城市环境下路况复杂，车流量分布不均，对车联网的通信效率以及质量造成了巨大影响。在车联网技术中，需要设计基于地理位置标识的通信机制，使其在复杂城市环境下依然具有良好的通信效率和性能。
[0005]欧洲标准委员会（European Telecommunications Standards Institute，ETSI）定义了基于电子电器工程师协会（Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE）802.11p协议的智能交通系统（Intelligent Transport System，ITS），发布了欧洲的智能交通系统标准协议族（GeoNetworking，GEO），该标准支持基于地理位置的网络寻址与路由。802.11p是从 802.11a 协议修改而来的无线通信标准，可以支持高速移动环境中车与车、车与路侧基站进行通信，是无线局域网技术在该领域的进一步扩展。
[0006]多模态网络以网络结构全维可定义为基础，是一种网络各层功能多模态呈现的网络架构，支持路由寻址、交换模式、互连方式、网元形态、传输协议等的全维度定义和多模态呈现，支持互联网的演进式发展，从根本上满足网络智慧化、多元化、个性化、高顽健、高效能的业务需求。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足，本专利技术基于一种分布式网络的协议标准，并在此基础上结合多模态网络架构，设计了一种基于多模态网络的车联网系统和装置。在该网络模态中，三层协议不再是传统的IP报文，而是携带了地理位置标识的GeoNetworking报文。多模态SDN网络控制器会负责将数据包转发至目的位置标识所对应的目的地。该网络模态可以灵活的支撑车联网中包括道路安全和交通资讯的传播。
[0008]一种基于多模态网络的车联网系统，所述车联网系统包括一个核心网和多个自治域；
[0009]其中，所述核心网包括多模态网络域间控制器和多个多模态网络一型交换网元；
所述多模态网络域间控制器用于收集不同自治域的拓扑信息生成全局网络视图，并根据全局网络视图控制不同自治域之间的地理位置标识报文寻址与转发，保证自治域之间的正常通信；所述多模态网络一型交换网元用于实现不同自治域之间的接入网的互通、汇聚多模态报文、核心网中网络模态的管道构建、带宽资源隔离与分配、带内通用计算，保证地理位置标识报文的高速高质转发；
[0010]所述自治域包括多模态网络域内控制器、多模态网络二型交换网元、多模态网络三型交换网元、多模态边缘服务器、路侧基站通信模块和车端通信模块；
[0011]所述多模态网络域内控制器用于负责自治域内部地理标识报文的转发，并在报文需要跨自治域传播时，下发对应转发匹配流表到多模态网络三型交换网元和多模态网络二型交换网元，并将需要跨自治域报文转发至所述多模态网络二型交换网元，再上送至核心网做进一步转发处理；
[0012]所述多模态网络二型交换网元作为自治域接入网与核心网之间的互联设备，支撑面向不同自治域的域间互联，负责网络模态管道构建、带宽资源隔离与分配、高速高质转发；
[0013]所述多模态网络三型交换网元用于自治域内多模态网络统一承载与快速汇聚，并根据域内交换转发表，将报文转发至下一跳；若无匹配转发流表，则上报所述多模态网络域内控制器；
[0014]所述多模态边缘服务器包括多模态网络智能网卡、车辆控制服务系统和路网数据库；所述车辆控制服务系统用于实现道路安全信息的相关通信。
[0015]进一步地，所述多模态网络域间控制器包括应用Apps、北向接口、分布式核心和南向接口，所述应用Apps为针对具体的业务需求所开发的网络控制面的应用程序；所述北向接口用于获取车联网系统的全局网络视图，随时了解网络状态，实现简化管理、控制及配置服务应用；所述分布式核心用于管理网络状态并通知应用在此状态下有相关的变化；所述南向接口由一组插件构成，包括共享的协议库和设备特定的驱动程序。
[0016]进一步地，所述多模态网络域内控制器维护并跟踪关于网络基础设施的拓扑信息，并向多模态网络域间控制器提供上述信息。
[0017]进一步地，所述多模态网络智能网卡用于适配终端应用，负责数据平面地理位置标识模态的智能加载与卸载、资源适配与计算、协议栈性能优化，以及将车联网协议栈的数据包封装，生成与应用适配的网络模态分组报文；支持发送基于地理位置标识协议栈的数据报文；
[0018]所述路网数据库用于保存并更新道路的互联信息、路侧基站的地理位置及覆盖范围；
[0019]进一步地，所述多模态网络三型交换网元根据终端发送的地理位置标识模态报文中的目标地理位置信息和多模态网络域内控制器下发的路由表项做匹配，如果经度、纬度覆盖范围均属于路由表项中的匹配规则中的经度、纬度范围，则认为该报文命中路由表匹配规则，按照该多模态网络三型交换网元的域内交换转发表中的转发规则进行转发；所述地理位置标识模态一旦命中某条匹配规则后，就不再与其他匹配规则进行比较。
[0020]进一步地，所述目标地理位置信息包括经度、纬度和覆盖半径信息。
[0021]进一步地，所述车辆控制服务系统通过获取车端通信模块上报的信息，分析数据
内容，识别出交通拥堵、道路施工、车辆故障的道路安全信息，以及数据来源的地理位置信息，然后查询路网数据库，决策出需要将该安全咨询信息发送给对应的地理位置区域中的终端车辆，使得车辆提前预知交通状况，做出对应的安全策略。
[0022]进一步地，所述车端通信模块用于接收路侧基站的安全咨询信息，发送自身位置信息和检测到的道路安全相关信息，并通过所述车辆控制服务系统获取预警区域的位置信息。
[0023]进一步地，所述车端通信模块与路侧基站通信模块进行无线连接，所述车辆控制服务系统、多模态网络三型交换网元、路侧基站通信模块之间为有线连接。
[0024]进一步地，采用所述车联网系统进行车辆告警控制的流程如下：
[0025]车端通信模块周期性地向所述路侧基站通信模块更新自身位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多模态网络的车联网系统，其特征在于，所述车联网系统包括一个核心网和多个自治域；其中，所述核心网包括多模态网络域间控制器和多个多模态网络一型交换网元；所述多模态网络域间控制器用于收集不同自治域的拓扑信息生成全局网络视图，并根据全局网络视图控制不同自治域之间的地理位置标识报文寻址与转发，保证自治域之间的正常通信；所述多模态网络一型交换网元用于实现不同自治域之间的接入网的互通、汇聚多模态报文、核心网中网络模态的管道构建、带宽资源隔离与分配、带内通用计算，保证地理位置标识报文的高速高质转发；所述自治域包括多模态网络域内控制器、多模态网络二型交换网元、多模态网络三型交换网元、多模态边缘服务器、路侧基站通信模块和车端通信模块；所述多模态网络域内控制器用于负责自治域内部地理标识报文的转发，并在报文需要跨自治域传播时，下发对应转发匹配流表到多模态网络三型交换网元和多模态网络二型交换网元，并将需要跨自治域报文转发至所述多模态网络二型交换网元，再上送至核心网做进一步转发处理；所述多模态网络二型交换网元作为自治域接入网与核心网之间的互联设备，支撑面向不同自治域的域间互联，负责网络模态管道构建、带宽资源隔离与分配、高速高质转发；所述多模态网络三型交换网元用于自治域内多模态网络统一承载与快速汇聚，并根据域内交换转发表，将报文转发至下一跳；若无匹配转发流表，则上报所述多模态网络域内控制器；所述多模态边缘服务器包括多模态网络智能网卡、车辆控制服务系统和路网数据库；所述车辆控制服务系统用于实现道路安全信息的相关通信。2.根据权利要求1所述的基于多模态网络的车联网系统，其特征在于，所述多模态网络域间控制器包括应用Apps、北向接口、分布式核心和南向接口，所述应用Apps为针对具体的业务需求所开发的网络控制面的应用程序；所述北向接口用于获取车联网系统的全局网络视图，随时了解网络状态，实现简化管理、控制及配置服务应用；所述分布式核心用于管理网络状态并通知应用在此状态下有相关的变化；所述南向接口由一组插件构成，包括共享的协议库和设备特定的驱动程序。3.根据权利要求1所述的基于多模态网络的车联网系统，其特征在于，所述多模态网络域内控制器维护并跟踪关于网络基础设施的拓扑信息，并向多模态网络域间控制器提供上述信息。4.根据权利要求1所述的基于多模态网络的车联网系统，其特征在于，所述多模态网络智能网卡用于适配终端应用，负责数据平面地理位置标识模态的智能加载与卸载、资源适配与计算、协议栈性能优化...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘仲夏，邹涛，肖戈扬，方啸天，骆汉光，沈丛麒，姚少峰，国兴昌，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：