v2v即vehicle to vehicle communication 车间通信;v2x, 即车与其他设备的通信,其中主要是路边设备单元,v2i: vehicle to infrastructure.
短距离车载通信,又称专用短距离通信 dedicated short range communication.
nhtsa (national highway traffic safety administration)美国国家公路交通安全局已经将ieee802.11p作为短距离车间通信的标准协议。
相关专业术语:
dsrc: 专用短距离通信 dedicated short range communication.
wave: 车载通信无线接入 wireless access in vehicelar environment
802.11p是在802.11的基础上的改进,适应于要求更严格,环境更恶劣的车间通信, 其采用5.9ghz的频段,通信距离达300米。
在物理层层面,75mhz被划分为7个10mhz的信道,频率最低的5mhz作为安全空白,中间的一个信道是控制信道,并且有关安全的信息都是广播的形式。而边上相邻的两个信道可以用于服务,经过协商后可当做一个20mhz的信道使用,比如传输视频之类,其通信优先级别比较低。控制信道使用小点的带宽利于减少多普勒频移效应,两倍警戒间隔减少了多径传输引起的码间干扰。
以上改动的结果是物理层的传输速率减少了一半,标准的802.11p的传输速率是3mbit/s, 最大传输速率是27mbit/s. 室内传输范围300m,室外最大传输距离1000m(无阻隔状态)。
在芯片级别加强信道管理(对芯片制造商提出更严格要求),改进mac层让通信工作组更有效率都是802.11p的特有之处。
车间通信的协议本质上是一个通信问题,无需汽车厂商有很深入的了解。
而芯片制造商,通信方案集成商已经提出了比较成熟的方案供整车的使用和测试。
由于车辆移动速度快,车间通信的时延要求要低,涉及安全控制或告警的车间通信需要较高的实时性,比如从碰撞类消息的时效性保持在300ms以内,以防止旧数据导致错误的决定。一般来讲,发送端的通信处理时延要求在100ms以内(从t1-t2)。整个过程,如图所示:
(图:网络来源)
sae: society of automotive engineer 美国汽车工程师协会,制定了一组基于dsrc的数据消息标准,包括数据内容和帧格式。
这个标准的名称sae j2735.
其中,这个标准目前的工作重点领域是车间通信的最小性能需求和bsm(基本安全消息)消息。
bsm:basic safety message 顾名思义,涉及安全方面的基本信息。其中,一部分bsm消息,需要较高的实时性,需要1秒钟发布10次,还有另外一些信息,根据实际场景进行广播。
bsm消息由messageid和blob内容组成。
下图,就是bsm消息的常见内容和结构:
为提高传输效率,每个字段都是以字节或位为单位。
除了bsm消息,dsrc传输还有另外两种消息:
roadside alert(rsa)和probe vehicle message(pvm)。
its提出了几个v2v需要首要解决的几个重要场景,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
除以上几个基本场景,更的复制的场景如行人、摩托车碰撞检测,十字路口碰撞检测等。
对于v2v需要研究的问题,及技术和商业路线图,its有详细的论述:
dsrc开发指南:
dsrc 消息的详细说明: