【課件】3-1 車聯(lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)體系認(rèn)知

車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用能力模塊三車聯(lián)網(wǎng)通信關(guān)鍵技術(shù)任務(wù)一車聯(lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)體系認(rèn)知導(dǎo)入正所謂國有國法，家有家規(guī)，每件事物都有自己所遵循的法則與標(biāo)準(zhǔn)，車聯(lián)網(wǎng)通信也不例外，但是由于各國發(fā)展不同，理念不同，各個國家的車聯(lián)網(wǎng)通信都有些不同，今天我們就將著重學(xué)習(xí)美國、歐盟以及我國的車聯(lián)網(wǎng)通信的標(biāo)準(zhǔn)。新授Newteaching1目錄一、美國車聯(lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)二、歐盟車聯(lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)三、我國車聯(lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)一、美國車聯(lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)

就狹義車聯(lián)網(wǎng)的通信標(biāo)準(zhǔn)來說，國際上最典型的V2X通信技術(shù)為車輛專用短程通信（DSRC）技術(shù)。DSRC是一種高效、專用的車輛無線通信技術(shù)，于1998年由美國國會頒布的《21世紀(jì)交通平等法》最先提出，服務(wù)目的是改善交通安全程度，減少擁堵等。

后續(xù)，歐盟、日本、新加坡、韓國等相繼推出自己的通信標(biāo)準(zhǔn)，但是都是基于美國的DSRC標(biāo)準(zhǔn)派生而來，所以這里首先介紹美國的DSRC標(biāo)準(zhǔn)。一、美國車聯(lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)

DSRC在物理層和MAC層DSRC使用IEEE802.11p提供車載環(huán)境下的無線接入。車載環(huán)境下的無線接入

在協(xié)議棧中間位置，DSRC采用一套IEEE1609工作組定義的標(biāo)準(zhǔn)：1609.4--用于信道切換，1609.3--用于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（包括WAVE短消息協(xié)議--WSMP），1609.2--用于安全服務(wù)。

DSRC還支持在網(wǎng)絡(luò)和傳輸層使用IPv6協(xié)議，用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議和傳輸控制協(xié)議，以支持接入Internet的需求。

在具體通信過程中，選擇使用WSMP還是IPV6+UDP/TCP取決于應(yīng)用程序給定的要求。一、美國車聯(lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)

美國聯(lián)邦通信委員會已經(jīng)將5.850~5.925GHz的5.9GHz頻帶分配給了DSRC通信，這段頻譜包含了7個10MHz的信道和在最底部預(yù)留一個5MHz的保護(hù)間隔，并制定了每個信道是服務(wù)信道還是控制信道。一、美國車聯(lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn) 美標(biāo)DSRC為不同的信道分配了不同的任務(wù)；

其中172信道和184信道指定用于公共安全相關(guān)的業(yè)務(wù)，

172側(cè)重于V2V之間的BSM交互和生命財產(chǎn)相關(guān)。

184側(cè)重于長距離的交叉口安全業(yè)務(wù)。

174和176信道用于中距離的共享公共安全/私有服務(wù)。

178為控制信道。

180和182信道提供短距離的共享公共安全/私有服務(wù)。公共安全相關(guān)的業(yè)務(wù)側(cè)重于V2V之間的BSM交互和生命財產(chǎn)相關(guān)側(cè)重于長距離的交叉口安全業(yè)務(wù)中距離的共享公共安全/私有服務(wù)為控制信道提供短距離的共享公共安全/私有服務(wù)二、歐盟車聯(lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)接入網(wǎng)絡(luò)與傳輸設(shè)施管理以及安全歐標(biāo)C-ITS擁有自己的通信體系結(jié)構(gòu)，整個通信模塊由五個主要部分組成:二、歐盟車聯(lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)（一）通信頻段的對比

就通信頻段來說，歐標(biāo)與美標(biāo)的DSRC頻段分配情況如圖所示。

在歐洲的C-ITS標(biāo)準(zhǔn)中，為DSRC預(yù)留了5.9GHz頻段上的70MHz帶寬，用于支持快速移動車輛間的通信以及車輛和路邊單元的通信。其頻段范圍為5855~5925MHz，與美國標(biāo)準(zhǔn)正好對應(yīng)起來。二、歐盟車聯(lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)（一）通信頻段的對比中心頻率/MHz頻帶寬度/MHzIEEEStd802.11信道編號歐盟規(guī)定的信道編號美國規(guī)定的信道編號58601017211725865201732-5870101743174587520175-1755880101764176589010178517859001018061803018010-590520181-1815915201838-5920101849184

在IEEE標(biāo)準(zhǔn)中802.11的信道只定義了核心頻率，并沒有定義特定的帶寬，而歐盟以及美國的標(biāo)準(zhǔn)中對不同的編號信道還提出了一個特定的信道帶寬。二、歐盟車聯(lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)（二）協(xié)議棧的對比

在接入層；歐標(biāo)和美標(biāo)大同小異，都是基于IEEE802.1lp，采用了多信道調(diào)配的機(jī)制。不同的是，美標(biāo)只支持單一的接入，而歐標(biāo)能支持多種模式的接入。

在網(wǎng)絡(luò)傳輸層，美標(biāo)以WAVE短消息協(xié)議為主。而歐標(biāo)以基于地理位置的組網(wǎng)/基本傳輸協(xié)議為主。

在應(yīng)用層，美標(biāo)主要基于基本安全消息進(jìn)行信息交換，其中以周期性消息為主，其中又包含了事件觸發(fā)的消息。而歐標(biāo)則分別定義了兩大類消息：周期性消息和事件觸發(fā)消息。國家/組織頻段/GHz接入層網(wǎng)絡(luò)傳輸層應(yīng)用層美國5.9IEEE802.11p以WSMP為主以BSM為主歐盟5.9以ITSG5為主以GenNetworking/BTP為主以CAM和DENM為主二、歐盟車聯(lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)（二）協(xié)議棧的對比

歐盟和美國的車聯(lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)主要的區(qū)別如表所示。國家/組織頻段/GHz接入層網(wǎng)絡(luò)傳輸層應(yīng)用層美國5.9IEEE802.11p以WSMP為主以BSM為主歐盟5.9以ITSG5為主以GenNetworking/BTP為主以CAM和DENM為主二、歐盟車聯(lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)（二）協(xié)議棧的對比

具體來說，歐標(biāo)與美標(biāo)的映射對比如圖所示。歐盟車聯(lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)美國車聯(lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)三、我國車聯(lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)

V2X通信技術(shù)除了DSRC路線外，還有LTE-V（也稱為LTEV2X）路線。

高通、華為、樂金電子與大唐電信等企業(yè)共同主導(dǎo)了3GPP研究。中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會已經(jīng)在中國針對LTEV2X推出了工作項目。 LTE-V針對車輛應(yīng)用定義了兩種通信方式:集中式(LTE-V-Cell)和分布式(LTE-Direct)；集中式也稱為蜂窩式。

LTE-VDSRC通信方式道路上的車與車之間的通信道路上的車輛與基站之間的通信道路上的車與車之間的通信道路上的車輛與RSU間的通信調(diào)制技術(shù)SC-FMDOFDM多址技術(shù)TDMA或FDMATDMA頻段V2V工作在ITS專用頻段，如5.9GHz;而V2B工作在現(xiàn)有的LTE頻段，如2.6GHz5.850~5.925GHz通信類型傳輸帶寬最高可擴(kuò)展至100MHz，峰值速率上行500Mbit/s下行1Gbivs，部分V2V應(yīng)用場景時延<20ms，部分V2V/I/P應(yīng)用場景<100ms，V2N應(yīng)用場景時延<1000ms，支持最大車速500km/h，覆蓋范圍能達(dá)到10km支持車速200km/h，反應(yīng)時間100ms，數(shù)據(jù)傳輸速率最大27Mbit/s，傳輸范圍1km三、我國車聯(lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)

LTE-V與DSRC主要的不同是在接入層，基于不同的接入技術(shù)演變而來，前者是基于蜂窩移動通信進(jìn)行演進(jìn)，后者是基于無線寬帶接入進(jìn)行演進(jìn)。而在網(wǎng)絡(luò)傳輸層，LTE-V極有可能借助現(xiàn)有的DSRC標(biāo)準(zhǔn)IEEE1609系列，特別是在應(yīng)用層，通過保持與DSRC應(yīng)用協(xié)議的一致性，即完全兼容SAEJ2735所定義的消息集，提供LTE-V與DSRC之間的互操作性。隨堂討論P(yáng)racticeontheclass2隨堂討