短距离车间通信V2X简述
from: http://blog.csdn.net/viewcode/article/details/23000701
V2V即vehicle to vehicle communication 車間通信;V2X, 即車與其他設備的通信,其中主要是路邊設備單元,V2I: Vehicle to Infrastructure.?
短距離車載通信,又稱專用短距離通信 Dedicated Short Range Communication.
NHTSA (National Highway Traffic Safety Administration)美國國家公路交通安全局已經將ieee802.11p作為短距離車間通信的標準協議。
相關專業術語:
DSRC:?專用短距離通信 Dedicated Short Range Communication.
WAVE: 車載通信無線接入 Wireless Access in Vehicelar Environment
1. 802.11p協議的簡介
802.11p是在802.11的基礎上的改進,適應于要求更嚴格,環境更惡劣的車間通信, 其采用5.9GHz的頻段,通信距離達300米。
在物理層層面,75MHz被劃分為7個10MHz的信道,頻率最低的5MHz作為安全空白,中間的一個信道是控制信道,并且有關安全的信息都是廣播的形式。而邊上相鄰的兩個信道可以用于服務,經過協商后可當做一個20MHz的信道使用,比如傳輸視頻之類,其通信優先級別比較低。控制信道使用小點的帶寬利于減少多普勒頻移效應,兩倍警戒間隔減少了多徑傳輸引起的碼間干擾。
以上改動的結果是物理層的傳輸速率減少了一半,標準的802.11p的傳輸速率是3Mbit/s, 最大傳輸速率是27Mbit/s. 室內傳輸范圍300m,室外最大傳輸距離1000m(無阻隔狀態)。
在芯片級別加強信道管理(對芯片制造商提出更嚴格要求),改進Mac層讓通信工作組更有效率都是802.11p的特有之處。
車間通信的協議本質上是一個通信問題,無需汽車廠商有很深入的了解。
而芯片制造商,通信方案集成商已經提出了比較成熟的方案供整車的使用和測試。
2. 實時性要求
由于車輛移動速度快,車間通信的時延要求要低,涉及安全控制或告警的車間通信需要較高的實時性,比如從碰撞類消息的時效性保持在300ms以內,以防止舊數據導致錯誤的決定。一般來講,發送端的通信處理時延要求在100ms以內(從T1-T2)。整個過程,如圖所示:
(圖:網絡來源)
3. 通信內容的標準化
SAE: Society of Automotive Engineer 美國汽車工程師協會,制定了一組基于DSRC的數據消息標準,包括數據內容和幀格式。
這個標準的名稱SAE J2735.?
其中,這個標準目前的工作重點領域是車間通信的最小性能需求和BSM(基本安全消息)消息。
BSM:basic safety message 顧名思義,涉及安全方面的基本信息。其中,一部分BSM消息,需要較高的實時性,需要1秒鐘發布10次,還有另外一些信息,根據實際場景進行廣播。
BSM消息由messageID和blob內容組成。
下圖,就是BSM消息的常見內容和結構:
為提高傳輸效率,每個字段都是以字節或位為單位。
除了BSM消息,DSRC傳輸還有另外兩種消息:
Roadside Alert(RSA)和Probe Vehicle Message(PVM)。
DSRC將需要傳輸的數據標準化,并將其具體的實現方式也標準化,采用?ASN.1 = Abstract Syntax Notation One,這樣,從數據消息轉換為各種代碼實現就有了固定的標準,并有相應的工具支持,免去了各種數據結構的代碼定義、編解碼實現等等。
4. 關鍵的場景
ITS提出了幾個v2v需要首要解決的幾個重要場景,如下:
- Emergency Brake Light Warning
- Forward Collision Warning
- Intersection Movement Assist
- Blind Spot and Lane Change Warning
- Do not pass Warning
- Control Loss Warning
除以上幾個基本場景,更的復制的場景如行人、摩托車碰撞檢測,十字路口碰撞檢測等。
對于v2v需要研究的問題,及技術和商業路線圖,ITS有詳細的論述:
http://www.its.dot.gov/research/v2v.htm
5. 相關資源
DSRC開發指南:
http://www.sae.org/standardsdev/dsrc/DSRCImplementationGuide.pdf
DSRC 消息的詳細說明:
http://www.itsware.net/ITSschemas/dsrc/DSRC-03-00-29/DSRCJ2735Rev29/body.html
6. V2X安全
V2X數據的傳輸不是問題,但需要對數據用戶的合法性進行驗證,所以,在傳輸設備一下線,就需要官方或正式的機構對設備進行授權和認證。一般采用私鑰和公鑰,私鑰就是用于產生自身身份的序列,而公鑰用于其他設備根據序列和數據,判斷數據的合法性。
一旦某設備出現惡意行為,認證機構便可以根據公鑰抓到對應的用戶。
這個過程就是這樣。但目前的問題,如果一個用戶一直使用固定的幾個公私鑰對,那么它就有被跟蹤的可能,如何解決這個問題?
一種方式就是認證機構通過某種方式,不斷更換用戶的公私鑰對,如通過路邊單元,或在線的方式刷新等。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的短距离车间通信V2X简述的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
- 上一篇: 前方车辆检测的常用方法
- 下一篇: 汽车总线特性简述