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1、(Dedicated Short Range Communication, DSRC)專用短距 通訊 指導老師：童曉儒 教授 報告人：張益瑞 * 1 Outline Introduction WAVE1609.3 WAVE1609.4 各國發展現況 * 2 Introduction DSRC泛指所有短距的無線通訊技術，包含 同的技術和同的規格，而用於交通上的5.9GHz DSRC在MAC與PHY的底層為IEEE802.11p. 802.11p是IEEE在2003年以802.11a為基礎所制定 ，又稱為WAVE(Wireless Access in the Vehicular Environme
2、nt)，將會被用在DSRC系統中。 優點為：可用於高速移動、美國運輸部以該標準 建置基礎建設。 * 3 Introduction ITS概觀， DSRC的重點在 於紅色區塊。 * 4 Introduction 內通訊: Bluetooth (BT), Ultra-wideband (UWB) 外通訊: 2G, 2.5G, 3G, 3.5G (cellular systems), GPS, WiMAX 通訊: Microwave, Infrared, Dedicated Short Range Communications (DSRC), Wi-Fi 間通訊: Microwave, Infrar
3、ed, DSRC * 5 Introduction * 6 Introduction 通訊與間通訊其實是同一技術的種同 應用模式，通訊距大約介於百公尺至一公 左右的範圍，再依據同的實體介質可細分為： 微波(microwave) 紅外線(infrared) 無線電(radio frequency, e.g. DSRC) 主要差在於介質穿透能及資傳輸速高低 ，而相對移動速對於通訊效能的影響也會因介 質而。 * 7 Introduction 通訊(V2R, OBU-to-RSURSU-to-OBU)應用 模式下至少有一方是維持動的，如自動電子 收費、自動取得前方交通況、停場資訊、定 點影音資訊上傳及
4、下載等。 在間通訊(V2V, OBU-to-OBU)應用模式時就是 屬於多動點之間的雙向傳輸，主要被應用於輛 安全防撞訊息的交換，其安全與即時性的需求均 高。 * 8 DSRC系統於及間通訊之典型應用實 * 9 (圖片源：日本總務電信總局全球資訊網) 各式無線通訊接取技術綜合評估分析(內) * 10 評估項目 通訊模式 覆蓋範圍 傳輸速 工作模式主要應用 安 全 需 求 移 動 能 即 時 特 性 內 芽 (BT) WPAN: 110 m 720 kbps 3 Mbps 點對點 點對多點 免持聽筒 無線接取介面 中低中 超寬頻 (UWB) WPAN: a. 13 m, b. 310 m a.
5、480 Mbps, b. 110 Mbps 點對點 點對多點 鄰域超高速 資傳輸 無線接取介面 中低中 各式無線通訊接取技術綜合評估分析(外) * 11 評估項目 通訊模式 覆蓋範 圍 傳輸速 工作模式主要應用 安全 需求 移動 能 即時 特性 外 WiMAX WMAN: 350 km mobile: 215 Mbps static(fixed): 70 Mbps 點對點 雙向交換 移動下 廣域資傳 輸定點式 高速資傳 輸 高 高低 動通訊 (cellular systems) WWAN: 35 km 120 km 2.5G: 114 kbps 3G: 384 kbps 3.5G: 7.2 M
6、bps 雙向交換動電話 多媒體資 傳輸 高高中 GPS衛星WWAN: 約20000 km左右 9.6 kbps 單向廣播地定位 低高中 各式無線通訊接取技術綜合評估分析() * 12 評估項目 通訊模式 覆蓋範圍 傳輸速 工作模式主要應用 安全需求移動能即時特性 (V2R) 微波 1050 m (depend on power) 十至 百kbps 雙向交換自動電子 收費 高中中 紅外線 1050 m (line-of- sight) 十至 百kbps 雙向交換自動電子 收費 高中中 Wi-Fi WLAN: 10100 m ideal: a: 54Mbps 11b: 11 Mbps 11g: 5
7、4 Mbps 單向廣播 雙向交換 定點式 短距資 傳輸 低中中 DSRC WLAN: 300 1000 m mobile: 327 Mbps 單向廣播 雙向交換 動態定 點式 短距資 傳輸 中高高 各式無線通訊接取技術綜合評估分析(間) * 13 評估項目 通訊模式 覆蓋範 圍 傳輸速 工作模 式 主要應 用 安全需 求 移動能 即時特 性 間 (V2V) 微波1050 m (depend on power) 十至 百 kbps 雙向交 換 移動下 短距資 傳輸 中中中 紅外線1050 m (line-of- sight) 十至 百 kbps 雙向交 換移動下 短距資 傳輸 中中中 DSRC
8、WLAN: 300 1000 m mobile: 327 Mbps 雙向交 換移動下 短距資 傳輸 中高高 DSRC/WAVE的標準架構 * 14 DSRC/WAVE頻譜分佈圖 * 15 IEEE1609-Sponsor The Intelligent Transportation Systems （ITS） Committee of the IEEE Vehicular Technology Society（ VTS ） DOT ITS Program Department of Transportation（ DOT ） Major Objective on ITS Intelligent
9、 Infrastructure, IF Intelligent Vehicles, IV * 16 17 IEEE 1609 WAVE Network V to V V to R Onboard Unit （ OBU ） Roadside Unit （ RSU ） IEEE 1609 Source: * 18 WME UDP/TCP WSMP LLC WAVE MAC WAVE Physical Management plane Data plane WAVE Protocol Stack Model IPv6 1609.3 MLME PLME Multi-channel operation
10、1609.4 1609.3 802.11p 802.2 Application 1609.1 Application Presentation Session Network Data Link Physical Transport OSI Reference Model 802.11 Security Services 1609.2 * 19 IEEE 1609.1 IEEE 1609.1 : resource manager IEEE 1609.1 為 WAVE 的資源管。這個標準制定一個 用於 DSRC 應用與 WAVE 環境中的無線存取方式，允 許遠端應用程式與上裝置 (OBU) 或邊
11、裝置 (RSU) 之間的通訊，WAVE的資源管扮演一個應用層的角色 ，其通訊的目的是引導資訊交換。 * 20 IEEE 1609.2 IEEE 1609.2 : secure message formats to process secure messages of the DSRC/WAVE 主要目的在發展與定義安全訊息格式、處 DSRC 與 WAVE 系統內部中的安全訊息它同時也討論： 1.WAVE管訊息與應用程式訊息的加密方法 2.輛引起的安全訊息外處 3.支援核心安全功能的必要管功能 * 21 IEEE 1609.3 IEEE 1609.3 : network services 提供
12、WAVE 網服務給 WAVE 裝置與系統，它定 義操作在網層與傳輸層的 WAVE 網服務，粗 略的重新展現 OSI 網模型的第三、四層。 IEEE 1609.3 的網服務提供大類的傳輸服務： IPv6 傳輸服務、WAVE short message (WSM)短訊服 務 * 22 IEEE1069.3 Protocol Stack Model WME UDP/TCP WSMP LLC WAVE MAC WAVE Physical Management plane Data plane IPv6 MLME PLME Multi-channel operation Application Focu
13、s of enhancements Specified by this standard * non-IP based 23 WAVE network services (1/3) IEEE 1609.3 的制定目的在於提供WAVE系統的定 址及由的服務。 IEEE 1609.3 規範了在 5.9GHz 的 DSRC/WAVE 模 式下，無線連接用裝置和用裝置與固定的 邊裝置的網層及傳輸層的服務及操作。 * 24 WAVE network services (2/3) 定義 WAVE 的網服務，我們可以從資面及管 面討論。 Data Plane(資面) 定義使用現有的 UDP (TCP選用)、
14、IPv6 與邏輯鏈結 控制，用無線存取環境的短訊息 WAVE Short Message (WSM) 與其通訊協定Protocol (WSMP) 。 * 25 WAVE network services (3/3) Management Plane(管面) 應用程式的登錄。 管用無線存取環境基礎服務(WAVE basic service set ,WBSS)。 頻道使用狀態監控。 IPv6 的配置。 接收頻道能量監控。 * 26 Communication protocols (1/2) Channel types CCH (single control channel) 保留給short、h
15、igh-priority application 及 system control message使用。 SCH (multiple service channel) 支援一般目的的應用資傳輸。 * 27 Communication protocols (2/2) WAVE Short Message Protocol (WSMP) 被設計提升在WAVE的傳輸效，用無線存取環境 短訊息可以使用任意頻道傳送 (CCH or SCH) 。它允許 應用程式直接控制實體層PHY如：頻道號碼、傳輸功 (能量)等利用在傳遞訊息。 IPv6 僅能使用在SCH 多重服務頻道，它允許存取一般的應用 程式與網。 * 28 WAVE Service Information Element (WSIE) Reference by IEEE 1609.3 * 29 IEEE 1609.4 Discuss the WAVE multi-channel operations 提供頻帶的協調及MAC子層的管功能。 協調控制頻道 (Control Channel, CCH)與服務頻道 的操作 (Service Channels, SCH) ： 控制頻道用廣播、高優先權的利用與訊號使用訊 息(系統
