短程通信(Dedicated Short Range Communication,简称DSRC)协议。DSRC是ITS的基础,是一种无线通信系统,它通过信息的双向传输将车辆和道路有机地连接起来。系统主要包括三个部分:车载单元(On-Board Unit,简称OBU)、路旁单元(Road-Side Unit,简称RSU)以及专用短程通信协议。 1)车载单元(On-Board Unit,简称OBU)目前国际上使用的车载单元很多,主要是通信方式和频率的差异。大多数国家车载单元主要应用在ETC(Electronic Toll Collection)系统中,因此多采用单片式电子标签。日本考虑到DSRC系统将来的可扩展性,采用了双片式电子标签。车载单元一般由车载机和IC卡两部分组成,其中IC卡中已经记录了许多关于该车的信息,比如车辆类型、颜色、车牌号码等。现在常用的IC卡的储存容量有56K、128K、256K三种。车载单元的结构以及工作原理如图1所示:2)路旁单元(Road-Side Unit,简称RSU)路旁单元又称为路边单元、车道单元、车道设备,主要是指车道通信设备——路旁天线。其参数主要有:频率、发射功率、通信接口等等。路旁天线能够覆盖的通信区域大约为3~30米。3)DSRC协议DSRC协议可以说是DSRC的基础,美国、欧洲、日本均建立了自己的DSRC标准,但是国际标准化组织目前尚未制定出完整的DSRC国际标准,但资料表明,基于5.8GHz的DSRC国际统一标准将成为必然。DSRC标准可以分为三个层次:物理层、数据链路层和应用层。物理层(Physical Layer):规定了机械、电器、功能和过程的参数,以激活、保持和释放通信系统之间的物理连接。其中载波频率是一个很关键的参数,它是造成世界上DSRC系统差别的主要原因。目前北美5.8GHz系统和900MHz系统,欧洲5.8GHz系统,日本5.8GHz系统。数据链路层(Data Link Layer):制定了媒介访问和逻辑链路控制方法,定义了进入共享物理媒介、寻址和出错控制的操作。应用层(Application Layer):提供了一些DSRC应用的基础性工具。应用层中的过程可以直接使用这些工具,例如:通信初始化过程、数据传输和擦去操作等等。另外,应用层还提供了支持同时多请求的功能。 DSRC系统可以分为两种形式:主动式(Active System)和被动式(Passive System)。主动式又称为收发器(Transceiver)系统,在这种系统中OBU和RSU均有振荡器,都可以用来发射电磁波,当RSU向OBU发射询问信号后,OBU利用自身的电池能量发射数据给RSU,主动式OBU必须带有电池。被动式又被称为异频收发系统(Transponder System)或反向散射系统(Backscatter System),是指RSU发射电磁信号,OBU被电磁波激活后进入通信状态,并以一种切换频率反向发送给RSU的系统,被动式OBU可以是有电源的,也可以是无电源的。请参阅主动式与被动式图 根据目前的技术水平,主动式DSRC与被动式DSRC的性能比较如下表所示:
|
|
主动式 |
被动式 |
|
通信距离 |
约30米 |
约7米 |
|
同时通信的车辆数 |
最多8辆 |
原则为1辆 |
|
通信信息量(当速度为60Km/h)时 |
539Kbit |
46Kbit |
下面列举了几种DSRC建议标准
|
地区或组织 |
ISO |
CEN |
美国 |
日本 |
中国 |
|
频段 |
5.8GHz,915MHz或不规定 |
5.8GHz(5.795~5.815 GHz) |
5.8GHz(5.850~5.925 GHz),915MHz(902~9285.925 MHz) |
5.8GHz |
5.8GHz |
|
通信系统 |
主动式、被动式分别使用 |
被动式 |
主动式、被动式共用,主从通信方式 |
主动式 |
被动式 |
|
传输速率 |
|
向上:500Kbps 向下:250Kbps |
500Kbps |
1Mbps |
向上:500Kbps 向下:250Kbps |
|