短距离车间通信V2X简述

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

1. 802.11p协议的简介

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。

2. 实时性要求

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)

3. 通信内容的标准化

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)。

4. 关键的场景

ITS提出了几个v2v需要首要解决的几个重要场景，如下：

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