一、专用短程通信定义。 专用短程通信( Dedicate Short Range Communication,DSRC)是专门用于道路环境的车辆与车辆、车辆与基础设施、基础设施与基础设施间,通信距离有限的无线通信方式,是智能网联汽车系统最重要的通信方式之一。 二、专用短程通信系统参考架构。 专用短程通信系统的参考架构如图3-16所示。车辆与车辆之间以及车辆与路侧基础设施之间通过专用短程通信技术进行信息交互。
专用短程通信系统包含物理层、媒体访问控制层(MAC)、网络层和应用层。
(1)物理层：物理层是建立、保持和释放专用短程通信网络数据传输通路的物理连接的层,位于协议栈的最底层。
(2)媒体访问控制层：媒体访问控制层是提供短程通信网络节点寻址及接入共享通信媒体的控制方式的层,位于物理层之上。
(3)网络层：网络层是实现网络拓扑控制、数据路由以及设备的数据传送和应用的通信服务手段的层,位于媒体访问控制层之上。
(4)应用层：应用层是向用户提供各类应用及服务手段的层,位于网络层之上。
车载单元的媒体访问控制层和物理层负责处理车辆与车辆之间、车辆与路侧基础设施之间的专用短程无线通信连接的建立、维护和信息传输;应用层和网络层负责把各种服务和应用信息传递到路侧基础设施及车载单元上,并通过车载子系统与用户进行交互;管理和安全功能覆盖专用短距离通信整个框架,在图3-16上用阴影部分表示。
三、专用短程通信技术要求。
1.总体功能要求。
专用短程通信总体功能包含无线通信能力和网络通信功能,其中无线通信能力要求如下。
①车路通信的路侧单元最大覆盖半径大于1km。
②车车通信单跳距离可达300m。
③支持车载单元的最大运动速度不小于120km/h。
网络通信功能要求如下。
①广播功能。
②多点广播功能。
③地域群播功能。
④消息优先级的功能管理。
⑤通道/连接管理功能。
⑥车载单元的移动性管理功能。
2.媒体访问控制层技术要求。
媒体访问控制层技术要求如下。
①车载单元与车载单元通信接口要求,即为满足汽车辅助驾驶中紧急安全事件消息的传播,媒体访问控制层的通信时延应小于40ms。
②媒体访问控制层支持的并发业务数应大于3。
③路侧单元支持的并发终端用户容量应大于128。
3.网络层技术要求。
①网络层可适配不同的物理层。
②支持终端的运动最大速度不小于120km/h;在跨路侧设备覆盖区时,可保证业务连续性。
③紧急安全事件业务的端到端传输时延应小于50ms。
④可支持多种接入技术要求,网络层和应用层与接入层技术具有相对独立性,可以通过多种接入技术为网络层提供服务。
⑤支持传输技术多样性,网络层与数据传输技术相对独立,网络层不受底层传输技术的影响。
⑥服务质量(QoS)保证,可为业务建立优先级,并具备QoS识别能力,以支持网络的QoS保证机制。
4.应用层技术要求。
应用层主要包括车车通信应用、车路通信应用以及其他通用交通应用。主要技术要求如下。
①业务接口统一,制定标准格式。
②业务支撑管理。
③安全性。
四、专用短程通信主要支持的业务。
专业短程通信支持的业务包括但不限于以下业务。
①汽车辅助驾驶,包括辅助驾驶和道路基础设施状态警告。其中辅助驾驶包括碰撞风险预警、错误驾驶方式的警示、信号违规警告、慢速车辆指示、摩托车接近指示、车辆远程服务、行人监测、协作式自动车队等;道路基础设施警告包括车辆事故、道路工程警告、交通条件警告、气象状态及预警、基础设施状态异常警告等。
②交通运输安全,包括紧急救援请求及响应、紧急事件通告、紧急车辆调度与优先通行、运输车辆及驾驶员的安全监控、超载超限管理、交通弱势群体保护等。
③交通管理,包括交通法规告知、交通执法、信号优先、交通灯最佳速度指引、停车场管理等。
④导航及交通信息服务,包括路线实时指引和导航,施工区、收费、停车场、换乘、交通事件信息,流量监控、建议行程、兴趣点通知等。
⑤电子收费,包括以电子化的交易方式,向用户收取相关费用,如道路、桥梁和隧道通行费、停车费等。
⑥运输管理,包括运政稽查、特种运输监测、车队管理、场站区管理等。
⑦其他,包括车辆软件/数据配置和更新、车辆和RUS的数据校准、协作感知信息更新及发送等。
五、专用短程通信标准。
目前,GB/T31024《合作式智能运输系统专用短程通信》标准分为4个部分。
第1部分:总体技术要求。
第2部分:媒体访问控制层和物理层规范。
第3部分:网络层和应用层规范。
第4部分:设备应用规范。
其中第1部分和第2部分已经发布实施。
第1部分规定了合作式智能运输系统对象关系及专用短程通信参考架构、专用短程通信支持的主要智能运输系统业务以及专用短程通信的技术要求、设备要求、安全要求及时间管理等;适用于合作式智能运输系统中专用短程通信子系统应用的设计、开发、运行和维护,是制定合作式智能运输系统中专用短程通信应用的技术实现标准、质量评测标准及工程标准的依据。
第2部分规定了合作式智能运输系统专用短程通信的媒体访问控制层技术要求和物理层技术要求,包括系统参考模型、有中心节点通信模式的MAC层帧格式和MAC层功能、无中心节点通信模式的MAC层帧格式及功能、有中心节点通信模式的物理层参数及功能、无中心节点通信模式的物理层参数及功能等;适用于合作式智能运输系统车辆与车辆之间以及车辆与道路基础设施之间的无线通信设备。
