[发明专利]一种基于软件定义网络的车联网数据传输方法和装置

说明书

本发明提供了一种基于软件定义的车联网数据传输方法和装置，所述车联网包括应用层、控制层和数据转发层；控制层分别通过北向接口、南向接口与应用层和数据转发层进行信息交互；该方法包括：控制层设备获取所有数据转发层设备的位置信息和未来轨迹信息；控制层设备获知数据转发层设备需要发送数据报文时，判断是否需要通过长距离蜂窝无线通信网络传输数据报文，如果是，则指示数据转发层设备从蜂窝接口转发数据报文，否则，根据数据转发层设备的位置信息和未来轨迹信息生成数据报文对应的流表并下发至数据转发层设备，以使数据转发层设备基于流表转发数据报文，实现数据报文的短距离无线通信。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种基于软件定义网络的车联网数据传输方法和装置。

背景技术

近年来，车联网技术被认为是提高车辆行驶安全、提升交通运行效率、降低交通能源消耗、减少交通污染的重要技术手段之一，日益受到关注。此外，利用车辆作为互联网入口，通过车联网为正在行驶的车辆中的用户提供更多的信息及娱乐服务；或利用车辆作为感知节点，对城市环境及车辆本身各类数据进行感知、采集、传输等，也日益成为受人关注的新应用需求。

当前被广泛接受的主流车联网网络架构可大致分为两大类：基于蜂窝架构的车联网和基于短距无线通信技术(如Wi-Fi、802.11p，DSRC等)的车联网，其中，后者以车辆ad-hoc网络(简称为VANET)为主要代表。

基于蜂窝架构的车联网并不以一个独立网络体系的身份存在：车辆作为蜂窝网络中的一类节点，通过蜂窝接入获得网络接入能力。新一代蜂窝网络架构(如4G、5G)针对车辆节点的特殊性及相关应用所提出的技术需求，对自身的空口协议等通信和网络协议及参数进行调整和适配，使蜂窝网络能够满足对车辆节点覆盖的需求，并支撑车辆行驶安全、信息娱乐等各类应用。在蜂窝网络中，当任何车辆需发送数据包时，均须经由蜂窝上行链路发送给蜂窝基站，同样的，所有下行数据包均经由蜂窝下行链路发送给车辆。

相对地，基于短距无线通信技术的车联网是一种独立于蜂窝网络之外的、由车辆节点通过短距无线通信手段彼此连接、并依赖每一个车辆自身路由的自组织网络。在该类型网络中，数据包的远距离传输常常必须通过多跳中继的方式完成，即：端到端路径由数个车辆因相遇而形成的临时链路组成，数据包必须通过车辆间多次的中继传递才能从源节点车辆传输至目的节点车辆。

可以看出，蜂窝架构车联网能够很好的支撑车辆安全等相关应用对数据传输实时性和可靠性的需求。短距无线通信技术车联网架构中的多跳传输方式，则会在数据传输过程中带来较大延迟和丢包概率。

然而，随着大数据时代的到来，车辆自身的设备运行数据及其行驶过程中所经过的不同区域内的环境、商业等相关数据，被视为具有巨大的应用潜力和价值。尤其是当前对这些数据的感知和采集手段越来越成熟，使得对该类海量数据传输和采集的需求也日益成为城市网络建设的一个重要考量。从这一角度出发，基于短距无线通信技术的车联网所具有的免费、灵活、自由等特点，使其在海量数据采集场景中能够占有一席之地，其原因在于：首先，其免费的特点能够在海量数据传输中为各方用户节省巨大的流量和资费开销；其次，使用多跳传输技术来传输海量非时延敏感数据，能够极大缓解蜂窝网络压力，同时为行驶安全类应用极大地节省了带宽等网络资源；最后，基于短距无线通信技术的车辆网络接入可以由车辆企业利用现有成熟技术完成(如利用802.11p和Wi-Fi等)，所产生和传输的数据也可以通过特定收集方式适度保密，而无须使大量具有高商业价值或涉及驾驶安全性的保密数据必须通过公有的运营商网络传输。这一特点对车辆生产企业，尤其是具有较强市场优势地位的企业，具有较强的吸引力，从而增加了短距接入技术应用的空间。

综上所述，如果能够在同一个网络架构下高效协调和应用不同网络传输手段，例如在以蜂窝网络保障交通安全等实时性强的应用的基础上，充分利用以短距对等通信为手段的多跳传输等网络传输方式分担时延不敏感数据的传输，则能够有效分摊海量数据传输给蜂窝网络带来的传输压力，具有较强的实用价值和现实意义。

发明内容