10.2.1 DSRC/WAVE概述
DSRC是一种用于车辆通信的无线技术,专为ITS在车辆环境中的应用而设计。DSRC的主要目标是支持安全应用程序以及车辆(V2V)与基础设施车辆之间的通信(V2I)以减少交通事故数量。DSRC还支持其他ITS应用程序,如交通管理和信息娱乐(DSRC,2013年;Kenney,2011年).
Wi-Fi技术和IEEE 802.11标准的商业成功导致了一种新标准的发展,即IEEE 802.11p WAVE。IEEE 802.11p基于IEEE 802.11a标准,在物理和介质访问控制(MAC)层中进行了增强,旨在通过短程无线电链路实现低延迟和高可靠性通信(IEEE,2012年).
DSRC/WAVE提供(DSRC,2013年;IEEE,2012年;Kenney,2011年):
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低延迟:安全应用程序要求RSU和OBU节点(V2V、V2I)之间的通信具有低延迟和快速网络采集。IEEE 802.11p定义了在无需建立基本服务集(BSS)的情况下交换数据所需的功能和服务;因此,关联和身份验证过程没有等待延迟。
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数据速率:802.11p的带宽为10 MHz,支持八种不同的通信速率(3、4.5、6、9、12、18、24、27 Mb/s),这是通过使用不同的调制方案和编码速率实现的。而3、6和12 在802.11p中,Mb/s数据速率是强制性的,其他速率是可选的。
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高可靠性:安全应用要求在高速机动和极端天气条件下(如雪、雨、雾)具有高度可靠的通信链路。IEEE 802.11p使用10的带宽 MHz而不是20 IEEE 802.11a的MHz。这一半带宽转化为时间参数(符号时间和保护时间)的两倍,使信号对延迟和多普勒更具耐受性,并对车辆环境中的衰落和多径传播具有鲁棒性。
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安全和隐私:安全和隐私对于大多数DSRC/WAVE应用程序至关重要。来自恶意攻击(如窃听、欺骗、篡改或系统故障)的错误数据可能会危及应用程序的安全性和有效性。此外,安全服务的设计必须保护用户的隐私,不得将私人信息作为身份和位置数据泄露给未经授权的各方。IEEE609.2标准描述了DSRC/WAVE管理消息和为满足这些目标而设计的应用程序消息的安全服务。
在频谱分配方面,美国联邦通信委员会(FCC)和加拿大工业部已经分配了75个无线电频段 兆赫(5.850–5.925 GHz),欧洲电子通信委员会(ECC)已分配70 兆赫(5855–5925 MHz),而日本已经分配了80个 5.8兆赫 GHz频段。然而,由于日本电子收费(ETC)的历史发展,日本DSRC与北美和欧洲标准不兼容(DSRC,2013年;筑波,2013). 尽管DSRC没有全球统一的标准或频谱分配,电气与电子工程师协会(IEEE)和欧洲电信标准协会(ETSI)的标准委员会仍在致力于各自地区(北美、欧洲)之间的标准协调。
我们强调,其他DSRC应用(915)有第二个频带 美国为MHz,700 MHz用于日本),几年前完成,主要用于ETC和一些商业应用。本节的其余部分仅限于对5.9的审查 GHz DSRC,因为它支持具有更高数据速率的多种应用程序。
该标准支持四种调制技术(BPSK、QPSK、16-QAM和64-QAM)。自6年以来 Mb/s(QPSK)似乎在信道负载和信噪比之间提供了一个很好的折衷方案,美国IEEE 802.11p的大多数测试都使用了6 Mb/s。为了在使用DSRC通信时获得更好的网络性能,系统可以根据车辆和RSU之间的距离调整其数据速率。例如,如果车辆远离RSU(>150 m) ,最好使用低数据速率发送数据;如果车辆靠近RSU(<25 m) ●●●●。为了达到最低性能,标准SAE J2945.1规定了发送速率、发射功率控制和自适应消息速率控制的要求(DSRC,2013年;Kenney,2011年).