本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種高鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

目前，隨著高速鐵路的不斷發(fā)展和列車速度的不斷提高，在高速移動(dòng)場(chǎng)景下用戶訪問網(wǎng)絡(luò)的可靠性和高效性引起廣泛關(guān)注。列車速度的提升將導(dǎo)致更加頻繁的切換，使得用戶訪問網(wǎng)絡(luò)速度較低，甚至無法上網(wǎng)，嚴(yán)重影響人們?cè)诔鲂羞^程中對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求，降低用戶體驗(yàn)。傳統(tǒng)tcp/ip網(wǎng)絡(luò)下，由于在節(jié)點(diǎn)地理位置及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生改變時(shí)的復(fù)雜性，導(dǎo)致其在移動(dòng)方面成為一個(gè)較難解決的問題。

為此定義了各種各樣的附加協(xié)議以支持移動(dòng)性，如移動(dòng)ip(mobileip)、主機(jī)身份協(xié)議(host-identity)、位置/身份分離協(xié)議(locator/identifierseparationprotocol，lisp)，而這些協(xié)議可以看作是為了支持移動(dòng)通信在基本的tcp/ip網(wǎng)絡(luò)上打的補(bǔ)丁，卻回避了設(shè)計(jì)上的核心根本問題。這些協(xié)議都需要明確數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬蓚€(gè)端點(diǎn)，建立和維護(hù)持續(xù)的連接為基礎(chǔ)，使其在移動(dòng)性方面受到較大限制。

尤其當(dāng)移動(dòng)速度達(dá)到200km/h以上時(shí)，頻繁的切換帶來嚴(yán)重的傳輸延遲問題，丟包問題，網(wǎng)絡(luò)冗余問題以及網(wǎng)絡(luò)吞吐量較低問題，甚至導(dǎo)致無法連接網(wǎng)絡(luò)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的高鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)及方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種高鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)，包括多個(gè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)體，所述網(wǎng)絡(luò)實(shí)體包括mesh網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、mesh接入節(jié)點(diǎn)和高鐵接入終端；

每?jī)蓚€(gè)所述mesh網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)由多個(gè)所述mesh接入節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，所述mesh網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)連接互聯(lián)網(wǎng)，所述mesh接入節(jié)點(diǎn)通過所述高鐵接入終端連接用戶側(cè)移動(dòng)終端；

所述mesh網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，用于通過網(wǎng)關(guān)橋接到互聯(lián)網(wǎng)，利用ndn協(xié)議進(jìn)行mesh接入節(jié)點(diǎn)與互聯(lián)網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)分發(fā)；

所述mesh接入節(jié)點(diǎn)，用于基于mesh網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與其他mesh接入節(jié)點(diǎn)和mesh網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成mesh主干網(wǎng)絡(luò)，利用ndn協(xié)議進(jìn)行用戶側(cè)高鐵接入終端與所述mesh網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)分發(fā)；以及

所述高鐵接入終端，用于與mesh接入節(jié)點(diǎn)之間構(gòu)成無線mesh網(wǎng)絡(luò)，利用ndn協(xié)議進(jìn)行移動(dòng)終端與mesh接入節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)分發(fā)。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供一種高鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)，包括：

高鐵接入終端接收移動(dòng)終端的數(shù)據(jù)請(qǐng)求，向當(dāng)前連接的mesh接入節(jié)點(diǎn)發(fā)送所述數(shù)據(jù)請(qǐng)求；

所述當(dāng)前連接的mesh接入節(jié)點(diǎn)接收所述數(shù)據(jù)請(qǐng)求后，根據(jù)ndn協(xié)議，在mesh主干的其他mesh接入節(jié)點(diǎn)中進(jìn)行選路并轉(zhuǎn)發(fā)所述數(shù)據(jù)請(qǐng)求或者向mesh網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)所述數(shù)據(jù)請(qǐng)求；

所述mesh網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)將接收的所述數(shù)據(jù)請(qǐng)求發(fā)送至互聯(lián)網(wǎng)，并接收所述互聯(lián)網(wǎng)返回的服務(wù)端數(shù)據(jù)后，發(fā)送給所述數(shù)據(jù)請(qǐng)求來源的mesh接入節(jié)點(diǎn)。

本發(fā)明提出一種高鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)及方法，利用ndn架構(gòu)對(duì)移動(dòng)性支持的優(yōu)勢(shì)結(jié)合mesh網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的靈活、可靠的組網(wǎng)方式，通過高鐵接入終端與mesh接入節(jié)點(diǎn)之間形成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，無縫的支持移動(dòng)終端的頻繁切換，實(shí)現(xiàn)一種可以滿足高速移動(dòng)環(huán)境下進(jìn)行通信的方法，解決高速移動(dòng)環(huán)境下用戶高帶寬訪問互聯(lián)網(wǎng)問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一種高鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例一種移動(dòng)通信方法數(shù)據(jù)請(qǐng)求示意圖；

圖3a為本發(fā)明實(shí)施例一種移動(dòng)通信方法數(shù)據(jù)分發(fā)第一示意圖；

圖3b為本發(fā)明實(shí)施例一種移動(dòng)通信方法數(shù)據(jù)分發(fā)第二示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例一種移動(dòng)通信方法mesh接入節(jié)點(diǎn)切換示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

無線mesh網(wǎng)絡(luò)(wirelessmeshnetwork，wmn)是基于ip協(xié)議的無線寬帶接入技術(shù)，它融合了wlan和adhoc(點(diǎn)對(duì)點(diǎn))網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，支持多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有自組網(wǎng)、自修復(fù)、多跳級(jí)聯(lián)、節(jié)點(diǎn)自我管理等智能優(yōu)勢(shì)以及移動(dòng)寬帶、無線定位等特點(diǎn)，是一種大容量、高速率、覆蓋范圍廣的網(wǎng)絡(luò)，成為寬帶接入的一種有效手段。從某種意義上講，mesh網(wǎng)絡(luò)更主要的是一種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)思想，主要功能體現(xiàn)在無中心、自組網(wǎng)、多級(jí)跳接和路由判斷選擇等。無線mesh技術(shù)是一種與傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)完全不同的新型無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。在傳統(tǒng)的wlan中，每個(gè)客戶端均通過一條與接入點(diǎn)(ap)相連的無線鏈路訪問網(wǎng)絡(luò)，用戶若要進(jìn)行相互通信，必須首先訪問一個(gè)固定的ap，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)稱為單跳網(wǎng)絡(luò)。而在無線mesh網(wǎng)絡(luò)中，任何無線設(shè)備節(jié)點(diǎn)都可同時(shí)作為路由器，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都能發(fā)送和接收信號(hào)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都能與一個(gè)或多個(gè)對(duì)等節(jié)點(diǎn)進(jìn)行直接通信。

命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(nameddatanetworking，ndn)采用以信息為中心的網(wǎng)絡(luò)通信模型，取代傳統(tǒng)的以地址為中心的網(wǎng)絡(luò)通信模型，通信模式從主機(jī)到主機(jī)演進(jìn)為主機(jī)到網(wǎng)絡(luò)，傳輸模式由傳統(tǒng)的“推”改為“拉”，安全機(jī)制構(gòu)建在信息上而不是主機(jī)上，轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制由傳統(tǒng)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)演進(jìn)為緩存轉(zhuǎn)發(fā)，體系結(jié)構(gòu)支持主機(jī)移動(dòng)，從而更好滿足大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容分發(fā)、移動(dòng)內(nèi)容存取、網(wǎng)絡(luò)流量均衡等需求。ndn旨在通過新體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)以地址、位置為中心的網(wǎng)絡(luò)向以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)變，擬解決地址空間爆炸、動(dòng)態(tài)性、地址可擴(kuò)展等問題，同時(shí)借助存儲(chǔ)優(yōu)化流量，避免擁塞，提升網(wǎng)絡(luò)吞吐量。

帶寬不足和切換頻繁是高速鐵路現(xiàn)階段發(fā)展寬帶移動(dòng)通信所面臨的關(guān)鍵問題，本發(fā)明基于ndn和wmn架構(gòu)思想，提出一種可支持高帶寬的高鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)和方法，以解決高速環(huán)境造成的切換延遲、傳輸速率低、數(shù)據(jù)延遲、丟包率、網(wǎng)絡(luò)吞吐量等問題。

如圖1所示，一種高鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)，包括多個(gè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)體，所述網(wǎng)絡(luò)實(shí)體包括mesh網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、mesh接入節(jié)點(diǎn)和高鐵接入終端；

每?jī)蓚€(gè)所述mesh網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)由多個(gè)所述mesh接入節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，所述mesh網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)連接互聯(lián)網(wǎng)，所述mesh接入節(jié)點(diǎn)通過所述高鐵接入終端連接用戶側(cè)移動(dòng)終端；

所述mesh網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，用于通過網(wǎng)關(guān)橋接到互聯(lián)網(wǎng)，利用ndn協(xié)議進(jìn)行mesh接入節(jié)點(diǎn)與互聯(lián)網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)分發(fā)；

所述mesh接入節(jié)點(diǎn)，用于基于mesh網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與其他mesh接入節(jié)點(diǎn)和mesh網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成mesh主干網(wǎng)絡(luò)，利用ndn協(xié)議進(jìn)行用戶側(cè)高鐵接入終端與所述mesh網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)分發(fā)；以及

所述高鐵接入終端，用于與mesh接入節(jié)點(diǎn)之間構(gòu)成無線mesh網(wǎng)絡(luò)，利用ndn協(xié)議進(jìn)行移動(dòng)終端與mesh接入節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)分發(fā)。

本實(shí)施例的一種高鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)，包括三種類型的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體，即所述mesh網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)(meshportalpoint，mpp)，所述mesh接入節(jié)點(diǎn)(meshaccesspoint，map)和所述高鐵接入終端(trainaccessterminal，tat)，每一種類型的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體都有多個(gè)，根據(jù)具體的組網(wǎng)方式和組網(wǎng)面積靈活確定，本實(shí)施例對(duì)此不作限定。

這三種類型的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體的主要功能如下：

(1)mesh網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)(meshportalpoint，mpp)：具有網(wǎng)關(guān)和橋接功能，連接互聯(lián)網(wǎng)，之間由多個(gè)map構(gòu)成；

(2)mesh接入節(jié)點(diǎn)(meshaccesspoint，map)：具有路由功能并與其它的map構(gòu)成mesh主干網(wǎng)絡(luò)，提供mesh服務(wù)和接入服務(wù)；

(3)高鐵接入終端(trainaccessterminal，tat)：map與tat構(gòu)成無線mesh網(wǎng)絡(luò)，移動(dòng)終端通過無線連接tat。移動(dòng)終端通過tat發(fā)送請(qǐng)求，由map轉(zhuǎn)發(fā)至服務(wù)端。

三種網(wǎng)絡(luò)實(shí)體均安裝ndn協(xié)議和路由功能。

所述高鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)的組網(wǎng)方式為：移動(dòng)終端用戶通過高鐵接入終端發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求至mesh接入節(jié)點(diǎn)；mesh接入節(jié)點(diǎn)具有路由和ap功能，數(shù)據(jù)請(qǐng)求可以通過mesh接入節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)至mesh網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)或者轉(zhuǎn)發(fā)至其它的mesh接入節(jié)點(diǎn)；mesh網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)通過有線接入internet網(wǎng)絡(luò)，并通過無線與mesh接入節(jié)點(diǎn)相連。mesh網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、mesh接入節(jié)點(diǎn)、高鐵接入終端構(gòu)成一種混合式的無線mesh網(wǎng)絡(luò)。所有的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)均安裝ndn協(xié)議，且所有的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)均帶緩存功能和路由功能，數(shù)據(jù)請(qǐng)求、分發(fā)、路由均利用ndn協(xié)議處理。

本實(shí)施例的一種高鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)，利用ndn架構(gòu)對(duì)移動(dòng)性支持的優(yōu)勢(shì)結(jié)合mesh網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的靈活、可靠的組網(wǎng)方式，通過高鐵接入終端與mesh接入節(jié)點(diǎn)之間形成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，無縫的支持移動(dòng)終端的頻繁切換，實(shí)現(xiàn)一種可以滿足高速移動(dòng)環(huán)境下進(jìn)行通信的方法，解決高速移動(dòng)環(huán)境下用戶高帶寬訪問互聯(lián)網(wǎng)問題。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述mesh接入節(jié)點(diǎn)還用于：當(dāng)接收到所述高鐵接入終端發(fā)送的請(qǐng)求內(nèi)容相同的數(shù)據(jù)請(qǐng)求后，僅對(duì)請(qǐng)求內(nèi)容相同的數(shù)據(jù)請(qǐng)求進(jìn)行命名前綴的聚合。

本實(shí)施例中，所述mesh接入節(jié)點(diǎn)針對(duì)請(qǐng)求內(nèi)容相同的數(shù)據(jù)請(qǐng)求進(jìn)行聚合處理，對(duì)于多個(gè)請(qǐng)求內(nèi)容相同的數(shù)據(jù)請(qǐng)求只向服務(wù)端發(fā)送一次數(shù)據(jù)請(qǐng)求，后續(xù)的請(qǐng)求內(nèi)容相同的數(shù)據(jù)請(qǐng)求不再發(fā)送，這樣可以節(jié)約網(wǎng)絡(luò)資源，同時(shí)提高獲取數(shù)據(jù)的效率。本實(shí)施例中所述聚合處理利用ndn網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的命名機(jī)制完成。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述高鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)中所有的所述mesh網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、mesh接入節(jié)點(diǎn)和高鐵接入終端還用于：對(duì)接收到的來自互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)端數(shù)據(jù)進(jìn)行本地緩存。

本實(shí)施例中，所述高鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)中所有的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體都具有緩存功能，這樣在移動(dòng)終端向服務(wù)端請(qǐng)求數(shù)據(jù)后，返回的服務(wù)端數(shù)據(jù)可以在返回路徑上的所有節(jié)點(diǎn)中緩存。當(dāng)移動(dòng)終端在快速移動(dòng)時(shí)，隨時(shí)可能離開當(dāng)前所在的mesh接入節(jié)點(diǎn)服務(wù)范圍，而移動(dòng)到另一個(gè)mesh接入節(jié)點(diǎn)的服務(wù)范圍，這樣可以通過各mesh接入節(jié)點(diǎn)、mesh網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)或高鐵接入終端緩存的服務(wù)端數(shù)據(jù)快速的獲取數(shù)據(jù)，而不必另外再從服務(wù)端獲取數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)無縫連接。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述高鐵接入終端還用于：當(dāng)服務(wù)端數(shù)據(jù)未送達(dá)移動(dòng)終端時(shí)，獲取所述移動(dòng)終端的當(dāng)前mesh接入節(jié)點(diǎn)，向所述當(dāng)前mesh接入節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)所述移動(dòng)終端的數(shù)據(jù)請(qǐng)求；

所述mesh接入節(jié)點(diǎn)還用于：獲取本地緩存的所述服務(wù)端數(shù)據(jù)或者獲取鄰居mesh接入節(jié)點(diǎn)的緩存的所述服務(wù)端數(shù)據(jù)，通過所述高鐵接入終端向所述用戶終端轉(zhuǎn)發(fā)所述服務(wù)端數(shù)據(jù)；所述鄰居mesh接入節(jié)點(diǎn)為：所述移動(dòng)終端的數(shù)據(jù)請(qǐng)求被轉(zhuǎn)發(fā)到所述當(dāng)前mesh接入節(jié)點(diǎn)之前，所發(fā)送到的mesh接入節(jié)點(diǎn)。

本實(shí)施例所應(yīng)用的情況是，當(dāng)移動(dòng)終端通過一個(gè)特定高鐵接入終端向服務(wù)端請(qǐng)求數(shù)據(jù)后，由于所述移動(dòng)終端的快速移動(dòng)而導(dǎo)致所述移動(dòng)終端無法通過所述特定高鐵接入終端獲取到返回的服務(wù)端數(shù)據(jù)，即對(duì)于所述特定高鐵接入終端而言，服務(wù)端數(shù)據(jù)未送達(dá)到所述移動(dòng)終端。

此時(shí)，所述特定高鐵接入終端獲取所述移動(dòng)終端的當(dāng)前所在的mesh接入節(jié)點(diǎn)，即當(dāng)前mesh接入節(jié)點(diǎn)，向所述當(dāng)前mesh接入節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)所述移動(dòng)終端的數(shù)據(jù)請(qǐng)求。

所述當(dāng)前mesh接入節(jié)點(diǎn)獲取本地緩存的所述服務(wù)端數(shù)據(jù)或者獲取鄰居mesh接入節(jié)點(diǎn)的緩存的所述服務(wù)端數(shù)據(jù)，通過所述高鐵接入終端向所述用戶終端轉(zhuǎn)發(fā)所述服務(wù)端數(shù)據(jù)；通過本實(shí)施例所述網(wǎng)絡(luò)實(shí)體的緩存功能獲取所返回的服務(wù)端數(shù)據(jù)，可以大大提高數(shù)據(jù)獲取的效率，節(jié)約資源，實(shí)現(xiàn)無縫連接。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述mesh接入節(jié)點(diǎn)還用于：基于所述ndn協(xié)議設(shè)置服務(wù)范圍的重疊區(qū)域；

所述高鐵接入終端還用于：基于自身當(dāng)前移動(dòng)速度，選擇傳輸速度更高的mesh接入節(jié)點(diǎn)作為當(dāng)前mesh接入節(jié)點(diǎn)，并建立連接。

本實(shí)施例中，所述高鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)中的所有mesh接入節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)通信服務(wù)的無縫覆蓋；高鐵接入終端在兩個(gè)mesh接入節(jié)點(diǎn)重疊區(qū)域時(shí)需要選擇連接哪個(gè)mesh接入節(jié)點(diǎn)，高鐵接入終端依據(jù)自身當(dāng)前移動(dòng)速度判斷與哪個(gè)mesh接入節(jié)點(diǎn)連接后的傳輸速度更高，然后選擇傳輸速度更高高的進(jìn)行連接。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述高鐵接入終端還用于：當(dāng)自身當(dāng)前移動(dòng)速度大于設(shè)定閾值時(shí)，切換到下一mesh接入節(jié)點(diǎn)；或者當(dāng)自身的傳輸速度與所當(dāng)前連接的mesh接入節(jié)點(diǎn)的傳輸速度相同時(shí)，切換到下一mesh接入節(jié)點(diǎn)。

本實(shí)施例中，由于高鐵接入終端也是移動(dòng)的，高鐵接入終端與mesh接入節(jié)點(diǎn)之間也是相對(duì)運(yùn)動(dòng)的，需要根據(jù)具體情況進(jìn)行切換。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述mesh網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)通過有線方式連接到互聯(lián)網(wǎng)，通過無線方式與所述mesh接入節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信；

所述mesh接入節(jié)點(diǎn)通過無線方式與所述mesh網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)及所述高鐵接入終端進(jìn)行通信；

所述高鐵接入終端通過無線方式與所述mesh接入節(jié)點(diǎn)及移動(dòng)終端進(jìn)行通信。

本實(shí)施例所述的高鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：

(1)mesh網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)接入有線網(wǎng)絡(luò)，mesh網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)之間由多個(gè)mesh接入節(jié)點(diǎn)構(gòu)成；

(2)mesh接入節(jié)點(diǎn)之間構(gòu)成mesh主干網(wǎng)絡(luò)，具有ndn路由和緩存功能；

(3)mesh接入節(jié)點(diǎn)與高鐵接入終端構(gòu)成無線mesh網(wǎng)絡(luò)，移動(dòng)終端通過無線連接高鐵接入終端。

如圖2所示，本發(fā)明還提供一種移動(dòng)通信方法，包括：

高鐵接入終端接收移動(dòng)終端的數(shù)據(jù)請(qǐng)求，向當(dāng)前連接的mesh接入節(jié)點(diǎn)發(fā)送所述數(shù)據(jù)請(qǐng)求；

所述當(dāng)前連接的mesh接入節(jié)點(diǎn)接收所述數(shù)據(jù)請(qǐng)求后，根據(jù)ndn協(xié)議，在mesh主干的其他mesh接入節(jié)點(diǎn)中進(jìn)行選路并轉(zhuǎn)發(fā)所述數(shù)據(jù)請(qǐng)求或者向mesh網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)所述數(shù)據(jù)請(qǐng)求；

所述mesh網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)將接收的所述數(shù)據(jù)請(qǐng)求發(fā)送至互聯(lián)網(wǎng)，并接收所述互聯(lián)網(wǎng)返回的服務(wù)端數(shù)據(jù)后，發(fā)送給所述數(shù)據(jù)請(qǐng)求來源的mesh接入節(jié)點(diǎn)。

本實(shí)施例所述方法是一種數(shù)據(jù)請(qǐng)求過程，移動(dòng)終端首先發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求至高鐵接入終端，高鐵接入終端在選擇合適的mesh接入節(jié)點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；然后mesh接入節(jié)點(diǎn)通過mesh網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)所述數(shù)據(jù)請(qǐng)求至服務(wù)端或者通過其他mesh接入節(jié)點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)直至轉(zhuǎn)發(fā)至mesh網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，通過mesh網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)將所述數(shù)據(jù)請(qǐng)求發(fā)送至服務(wù)端。如果mesh接入節(jié)點(diǎn)收到請(qǐng)求相同內(nèi)容的數(shù)據(jù)請(qǐng)求，則對(duì)數(shù)據(jù)請(qǐng)求的命名前綴進(jìn)行聚合，不再轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)請(qǐng)求。在一個(gè)實(shí)施例中，所述移動(dòng)通信方法還包括：按照與上行路徑的相反路徑將所述服務(wù)端數(shù)據(jù)返回至所述當(dāng)前連接的mesh接入節(jié)點(diǎn)，并在所述相反路徑上的每個(gè)mesh接入節(jié)點(diǎn)中緩存所述服務(wù)端數(shù)據(jù)。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述移動(dòng)通信方法還包括：

按照上行路徑的相反路徑將所述服務(wù)端數(shù)據(jù)返回至所述當(dāng)前連接的mesh接入節(jié)點(diǎn)，并在所述相反路徑上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)中緩存所述服務(wù)端數(shù)據(jù)。

本實(shí)施例中所述上行路徑，是指從用戶側(cè)移動(dòng)終端向服務(wù)請(qǐng)求數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)路徑。所述相反路徑，也就是下行路徑，是指從服務(wù)端向用戶側(cè)終端傳輸數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)路徑。所述每個(gè)節(jié)點(diǎn)，指所述相反路徑上所有的mpp、map和tat節(jié)點(diǎn)。

本實(shí)施例是一種數(shù)據(jù)返回的分發(fā)過程：服務(wù)端數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)請(qǐng)求的相反路徑逐跳返回至請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)。數(shù)據(jù)在返回過程中緩存所請(qǐng)求的服務(wù)端數(shù)據(jù)到所經(jīng)過的mesh接入節(jié)點(diǎn)。mesh接入節(jié)點(diǎn)與mesh接入節(jié)點(diǎn)之間構(gòu)成mesh主干網(wǎng)絡(luò)，如果無法到達(dá)發(fā)送請(qǐng)求的mesh接入節(jié)點(diǎn)，則需要終端重新發(fā)送請(qǐng)求。mesh接入節(jié)點(diǎn)與高鐵接入終端之間構(gòu)成無線mesh網(wǎng)絡(luò)，返回的數(shù)據(jù)通過高鐵接入終端傳輸給移動(dòng)終端。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述移動(dòng)通信方法還包括：

當(dāng)所述服務(wù)端數(shù)據(jù)未送達(dá)移動(dòng)終端時(shí)，獲取所述移動(dòng)終端的當(dāng)前mesh接入節(jié)點(diǎn)，向所述當(dāng)前mesh接入節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)所述移動(dòng)終端的數(shù)據(jù)請(qǐng)求；

所述當(dāng)前mesh接入節(jié)點(diǎn)獲取本地緩存的所述服務(wù)端數(shù)據(jù)或者獲取鄰居mesh接入節(jié)點(diǎn)的緩存的所述服務(wù)端數(shù)據(jù)，通過所述高鐵接入終端向所述用戶終端轉(zhuǎn)發(fā)所述服務(wù)端數(shù)據(jù)；所述鄰居mesh接入節(jié)點(diǎn)為：所述移動(dòng)終端的數(shù)據(jù)請(qǐng)求被轉(zhuǎn)發(fā)到所述當(dāng)前mesh接入節(jié)點(diǎn)之前，所發(fā)送到的mesh接入節(jié)點(diǎn)。

本實(shí)施例中，如果移動(dòng)終端沒有在初次發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求的mesh接入節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi)收到數(shù)據(jù)，而又移動(dòng)到下一個(gè)mesh接入節(jié)點(diǎn)上，則需要重新發(fā)送請(qǐng)求將數(shù)據(jù)到當(dāng)前所在的mesh接入節(jié)點(diǎn)，即當(dāng)前mesh接入節(jié)點(diǎn)；所述當(dāng)前mesh接入節(jié)點(diǎn)從離自己最近的一個(gè)mesh接入節(jié)點(diǎn)獲取緩存的服務(wù)端數(shù)據(jù)，然后通過tat傳輸給移動(dòng)終端；若所述當(dāng)前mesh接入節(jié)點(diǎn)就是返回路徑上的節(jié)點(diǎn)，則由于所述高鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)中所有的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體都具有緩存功能，因此可以直接將本地緩存的服務(wù)端數(shù)據(jù)返回給所述移動(dòng)終端。

在一個(gè)實(shí)施例中，切換過程是這樣的：根據(jù)選擇的無線傳輸協(xié)議設(shè)置合適的重疊區(qū)域，使mesh接入節(jié)點(diǎn)的服務(wù)范圍互相覆蓋。高鐵接入終端在兩個(gè)mesh接入節(jié)點(diǎn)重疊區(qū)域時(shí)需要選擇連接哪個(gè)mesh接入節(jié)點(diǎn)，高鐵接入終端依據(jù)自身當(dāng)前移動(dòng)速度判斷與哪個(gè)mesh接入節(jié)點(diǎn)連接后的傳輸速度更高，然后選擇傳輸速度更高高的進(jìn)行連接。當(dāng)高鐵接入終端自身當(dāng)前移動(dòng)速度大于設(shè)定閾值時(shí)，切換到下一mesh接入節(jié)點(diǎn)；或者當(dāng)自身的傳輸速度與所當(dāng)前連接的mesh接入節(jié)點(diǎn)的傳輸速度相同時(shí)，切換到下一mesh接入節(jié)點(diǎn)。

圖1為本發(fā)明所述高鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)示意圖，portala和portalb表示mpp，mapa1、mapa2、mapb1和mapb2構(gòu)成map，tat表示高鐵終端節(jié)點(diǎn)，移動(dòng)終端通過tat接入網(wǎng)絡(luò)。mpp通過有線接入網(wǎng)絡(luò)，其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)無法直接接入網(wǎng)絡(luò)。

圖2為本發(fā)明數(shù)據(jù)請(qǐng)求過程示意圖。移動(dòng)終端用戶通過tat發(fā)送請(qǐng)求，如果用戶沒有在當(dāng)前map獲得數(shù)據(jù)，且移動(dòng)下一個(gè)map，則只需要在下一個(gè)節(jié)點(diǎn)重新發(fā)送請(qǐng)求至map，由于節(jié)點(diǎn)都具有緩存功能，只需要在相鄰的map就可以獲取到數(shù)據(jù)，進(jìn)而降低數(shù)據(jù)延遲。

圖3a和圖3b為本發(fā)明數(shù)據(jù)分發(fā)過程示意圖。由于ndn網(wǎng)絡(luò)所有節(jié)點(diǎn)具有緩存功能，所以數(shù)據(jù)分發(fā)有兩種情況，如果所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)已經(jīng)緩存到當(dāng)前的map，則直接從當(dāng)前的map獲取數(shù)據(jù)，如圖3a所示；如果數(shù)據(jù)沒有在當(dāng)前的map獲取到，則需要重新發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求到下一跳map，所述下一跳map從相鄰map獲取返回?cái)?shù)據(jù)，或者從上一跳map獲取返回?cái)?shù)據(jù)，最差則需要從服務(wù)端重新拉取數(shù)據(jù)，如圖3b所示。

圖4為本發(fā)明切換過程示意圖。如果tat在當(dāng)前的map未獲得返回?cái)?shù)據(jù)，且移動(dòng)到下一跳map，則tat只需要在下一跳map重新發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求，返回?cái)?shù)據(jù)即可從所述下一跳map獲取或者從相鄰的map獲取。

本發(fā)明是一種可支持高帶寬的高鐵移動(dòng)通信系統(tǒng)和方法，結(jié)合ndn和wmn架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)一種支持高速環(huán)境下高速訪問網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，以解決由于移動(dòng)終端高速移動(dòng)導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)速度慢，無法連接網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)延遲大，以及切換代價(jià)高等問題。首先利用ndn架構(gòu)以解決移動(dòng)終端移動(dòng)性問題，由于ndn通過名字進(jìn)行數(shù)據(jù)的請(qǐng)求和路由，不需要對(duì)移動(dòng)端的ip地址進(jìn)行分配、管理以及網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換等，無縫支持移動(dòng)終端的頻繁切換，有效解決由移動(dòng)性引起的問題。同時(shí)所有的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都帶有緩存的功能。將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)按照wmn架構(gòu)進(jìn)行組網(wǎng)，進(jìn)而提高移動(dòng)環(huán)境網(wǎng)絡(luò)的可靠性和靈活的拓展性。

本發(fā)明結(jié)合ndn和wmn架構(gòu)各自的優(yōu)勢(shì)，有效解決高速移動(dòng)性問題，同時(shí)利用ndn緩存機(jī)制，降低數(shù)據(jù)延遲并減輕服務(wù)端的壓力。利用wmn架構(gòu)的自組織和自恢復(fù)優(yōu)勢(shì)，使得高速環(huán)境移動(dòng)終端接入更加靈活和健壯，且后期維護(hù)成本較低。

最后，本發(fā)明的方法僅為較佳的實(shí)施方案，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。