IEEE80211p车联网协议特点

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1、新通訊2009年7月號101期《技術前瞻》文.鄭彥杰山於資通訊技術的成熟與普及，讓原本處於閉塞而無法與外界進行單向或雙向資訊傳輸互動的汽車環境，增加了一個與外界溝通的通訊能力，也因此對車載資通訊(Telematics)系統產牛了強烈的市場需求。強化人車安全DSRC演進踩油門美國材料試驗協會(ASTM)為了發展專用短距通訊(DSRC)技術，因而針對北美地區不同廠商的電子收費系統(ETC)技術進行評估。電子收費系統特色在於採用915MHz頻段、利用分時多工存取(TDMA),以及配備主動式車載單元(O

2、BU)作為通訊方式。如圖1所示，山於915MHz僅能支援0.5Mbit/s傳輸速率，且傳輸距離僅有30公尺；因此美阈聯邦通訊委員會(FCC)決定將5.9GHz這個頻段資源應用在汽車通訊上，使DSRC規範可支援6M〜25Mbit/s傳輸速率，傳輸距離更提升為數百公尺。0.5Mbit/s距啟(呎)nrl速丰(Mbius)圖1車用無線網路頻帶使用示意圖當ASTM確定DSRC規範E2213-02時，便將5.9GHz採納為規格制定頻段，並決定採用IEEE802.11a作為傳輸技術。而ASTM將E2213-

3、03標準移往IEEE,也促成IEEE802.11p的誕牛。IEEE802.11p又稱為車用環境無線存取(WAVE)技術，目前規格制定進度為6.0版草案。在5.9GHz頻段上使用，此頻帘上有75MHz的頻寬，以10MHz為單位切割，將有七個頻道可供操作。其屮一個頻道為控制頻道，其他則為服務頻道。利用IEEE802.11a規格作為實體層(PhysicalLayer)通訊技術，IEEE802.11p相關應用以DSRC原先所規畫的方向為主，並加強車用安全，包括碰撞警示或道路危險警示等。為了在運輸方面無縫

4、、可和諧操作的服務，WAVE網路服務提供車載裝置、管理服務以及各協定層Z間的資料傳遞，其標準包括了IEEEStd1609.1、lEEEStd1609.2>lEEEStd1609.3>IEEEStd1609.4、及IEEEStd802.11等。WAVE系統中的1609.3為網路服務，以開放系統互連(OSI)通訊堆疊來看，是相對應於第三層與第四層架構，目的為提供WAVE系統的位址及路由服務，使得上層的應用服務能與下層通訊協定銜接。1609.4為多頻道操作(Multi-channelOperation

5、),包括控制頻道(CCH)及服務頻道(SCH)的操作、優先權參數存取、頻道交換及路山、管理服務及多頻道選擇。1609.2則提供對應用程式及管理訊息的安全加密功能。WAVE發展至關重要IEEE802.11p的發展具冇兩項特性，一是相容於其他規格並與IEEE1609系列規格相輔相成;二則是對IEEE802.11a規格作部分的修正，讓設備可應用在高速移動上傳輸資料。802.11p重視技術相容性為了避免規格不一，使得市場接受度受到影響，IEEE802.11p除了與ASTME2213-03相容之外，也與I

6、SO組織下制定車用規格的TC204(ITS)WG16建立溝通管道，TC204WG16也決議將支援最終的IEEE802.11p版本。TC204WG16制定的CALMM5,主耍規範車輛在快速移動時，車對車通訊、不斷線通訊與多媒體影音下載等應用。CALMM5採用5GHz頻段，因此也是利用IEEE802.11a作為傳輸技術。當然，CALM還有其他版本，有利用2.5G與3G作為通訊技術的CALMCellular等。由於這些車用規格在制定時講究互通性，使車載設備與道路系統在未來布建與使用上，具冇較經濟的效果

7、。若部分區域己經先布建了其他規格的道路系統設備，即便使用者採用的是IEEE802.11p車載設備也可以利用既有的路側設備(RSU)作DSRC應用。此外，由於採用的是IEEE802.11規格，因此也可以利用戶外的熱點(Hotspot)作為上網途徑。頻道178為控制頻道範圍，為任何車載設備皆可存取之頻帶，而其他頻道存取皆由服務提供設備來指派。IEEE802.11p負責規範MAC/PHY標準制定，並與IEEE1609系列規範車輛系統資訊的架構達到相輔相成。802.11p規格與時俱進接下來分別針對IEE

8、E802.11p實體層與媒體存取控制(MAC)層所增訂的部分作說明。實惴層在實體層中，由於WAVE車載設備必須耐高溫與抗酷寒，所以在制定標準時，規格明確定義產品能運作的溫度範圍分別為辦公室環境(0〜40°C)、工業環境(・20〜+50°C、・30〜+70®以及汽車與戶外環境(・40〜+85°C)。使用正交分頻多工(OFDM)系統作為底層通訊媒介，並操作在5.850G〜5.925GHz頻帘上，若頻道的頻寬為10MHz,所支援的傳輸速率分別為3、4、5、6、9、12、24及27Mbit/s：若頻道的