IEEE 802.11p: Беспроводная связь для транспортных систем
IEEE 802.11p
IEEE 802.11p: стандарт V2X связи для автомобилей. Обеспечивает обмен данными между транспортными средствами и инфраструктурой на частоте 5.9 ГГц. ITS, ETSI ITS G5.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
IEEE 802.11p — это утвержденное дополнение к стандарту IEEE 802.11, добавляющее беспроводной доступ в транспортных средствах (WAVE), систему связи для транспортных средств. В нем определены усовершенствования стандарта 802.11 (лежащего в основе продуктов, продаваемых как Wi-Fi), необходимые для поддержки приложений интеллектуальных транспортных систем (ITS). Это включает в себя обмен данными между высокоскоростными транспортными средствами, а также между транспортными средствами и дорожной инфраструктурой, так называемую связь "транспортное средство с окружающим миром" (V2X) в лицензируемом диапазоне ITS 5,9 ГГц (5,85–5,925 ГГц). IEEE 1609 — это стандарт более высокого уровня, основанный на IEEE 802.11p. Он также является основой европейского стандарта для автомобильной связи, известного как ETSI ITS G5.
IEEE 802.11p is an approved amendment to the IEEE 802.11 standard to add wireless access in vehicular environments (WAVE), a vehicular communication system. It defines enhancements to 802.11 (the basis of products marketed as Wi Fi) required to support intelligent transportation systems (ITS) applications. This includes data exchange between high speed vehicles and between the vehicles and the roadside infrastructure, so called vehicle to everything (V2X) communication, in the licensed ITS band of 5.9 GHz (5.85–5.925 GHz). IEEE 1609 is a higher layer standard based on the IEEE 802.11p. It is also the basis of a European standard for vehicular communication known as ETSI ITS G5.
Описание
802.11p является основой для специальных короткодействующих коммуникаций (DSRC), проекта Министерства транспорта США, основанного на архитектуре коммуникационного доступа для наземных мобильных устройств (CALM) Международной организации по стандартизации для сетей связи на базе транспортных средств, в частности для таких приложений, как автоматизированная оплата проезда, системы обеспечения безопасности транспортных средств и коммерческие операции с использованием автомобилей. Изначальной целью было создание общенациональной сети, обеспечивающей связь между транспортными средствами, придорожными пунктами доступа и другими транспортными средствами. Данная разработка опиралась на предшествующий стандарт ASTM E2213-03, разработанный ASTM International. В Европе 802.11p используется как основа для стандарта ITS G5, поддерживающего протокол GeoNetworking для обмена данными между транспортными средствами (V2V) и между транспортными средствами и инфраструктурой (V2I). Стандартизация ITS G5 и GeoNetworking ведется группой по интеллектуальным транспортным системам Европейского института телекоммуникационных стандартов.
802.11p is the basis for dedicated short range communications (DSRC), a U. S. Department of Transportation project based on the Communications Access for Land Mobiles (CALM) architecture of the International Organization for Standardization for vehicle based communication networks, particularly for applications such as toll collection, vehicle safety services, and commerce transactions via cars. The ultimate vision was a nationwide network that enables communications between vehicles and roadside access points or other vehicles. This work built on its predecessor ASTM E2213 03 from ASTM International. In Europe, 802.11p is used as a basis for the ITS G5 standard, supporting the GeoNetworking protocol for vehicle to vehicle and vehicle to infrastructure communication. ITS G5 and GeoNetworking is being standardised by the European Telecommunications Standards Institute group for Intelligent Transport Systems.
Контекст
Поскольку канал связи между транспортными средствами и дорожной инфраструктурой может существовать лишь короткий промежуток времени, поправка IEEE 802.11p определяет метод обмена данными по этому каналу без необходимости создания базового набора служб (BSS), и, следовательно, без ожидания завершения процедур ассоциации и аутентификации перед началом обмена данными. Для этого станции, поддерживающие IEEE 802.11p, используют подстановочный BSSID (значение, состоящее из одних единиц) в заголовке передаваемых кадров и могут начинать отправку и прием кадров данных сразу после выхода на канал связи. Поскольку такие станции не ассоциированы и не аутентифицированы, механизмы аутентификации и конфиденциальности данных, предоставляемые стандартом IEEE 802.11 (и его поправками), не могут быть использованы. Обеспечение этих функций должно осуществляться на более высоких уровнях сети.
Because the communication link between the vehicles and the roadside infrastructure might exist for only a short time interval, the IEEE 802.11p amendment defines a method to exchange data through that link without the need to establish a basic service set (BSS), thus without the need to wait on the association and authentication procedures to complete prior to exchanging data. For that purpose, IEEE 802.11p enabled stations use the wildcard BSSID (a value of all 1s) in the header of the frames they exchange, and may start sending and receiving data frames as soon as they arrive on the communication channel. Because such stations are neither associated nor authenticated, the authentication and data confidentiality mechanisms provided by the IEEE 802.11 standard (and its amendments) cannot be used. These kinds of functionality must then be provided by higher network layers.
Время рекламы
Это изменение добавляет новый управляющий фрейм для передачи информации о времени, который позволяет станциям с поддержкой IEEE 802.11p синхронизировать свои часы с общим источником времени. Единственным источником времени, определенным в поправке IEEE 802.11p, является UTC.
This amendment adds a new management frame for timing advertisement, which allows IEEE 802.11p enabled stations to synchronize themselves with a common time reference. The only time reference defined in the IEEE 802.11p amendment is UTC.
Производительность приемника
Некоторые дополнительные требования к подавлению нежелательных каналов (как смежных, так и несмежных) указаны в данной поправке для повышения помехоустойчивости системы связи к внеканальным помехам. Они распространяются только на передачи OFDM в диапазоне 5 ГГц, используемом физическим уровнем IEEE 802.11a.
Some optional enhanced channel rejection requirements (for both adjacent and nonadjacent channels) are specified in this amendment in order to improve the immunity of the communication system to out of channel interference. They only apply to OFDM transmissions in the 5 GHz band used by the IEEE 802.11a physical layer.
Диапазон частот
Стандарт IEEE 802.11p обычно использует каналы шириной 10 МГц в диапазоне 5,9 ГГц (5,850–5,925 ГГц). Это вдвое меньше полосы пропускания, используемой в 802.11a, или, наоборот, время передачи на один символ данных увеличивается вдвое. Это позволяет приемнику лучше адаптироваться к особенностям радиоканала в средах связи с транспортными средствами, особенно к эхо-сигналам, отраженным от движущихся объектов.
IEEE 802.11p standard typically uses channels of 10 MHz bandwidth in the 5.9 GHz band (5.850–5.925 GHz). This is half the bandwidth as used in 802.11a, or double the transmission time per data symbol. This allows the receiver to better cope with the characteristics of the radio channel in vehicular communications environments, especially echoes of signals reflected by moving objects.
История
Рабочая группа 802.11p была сформирована в ноябре 2004 года. Ли Армстронг был председателем, а Уэйн Фишер – техническим редактором. Проекты разрабатывались с 2005 по 2009 год. К апрелю 2010 года проект 11 был одобрен 99% голосов "за" без каких-либо замечаний. Утвержденная поправка была опубликована 15 июля 2010 года под названием "Поправка 6: Беспроводной доступ в транспортных средах". В августе 2008 года Европейская комиссия выделила часть диапазона 5,9 ГГц для приоритетных приложений обеспечения безопасности транспорта и связи между транспортными средствами и инфраструктурой. Предполагается, что совместимость с США будет обеспечена, даже если распределение частот не будет идентичным; частоты будут достаточно близки для использования одной и той же антенны и радиопередатчика/приемника. Симуляции, опубликованные в 2010 году, предсказывают задержки не более десятков миллисекунд для трафика с высоким приоритетом, утверждая, что автомобильная промышленность в значительной степени не использовала спектр DSRC за 21 год его существования, оснастив DSRC всего 15 506 автомобилей в США (0,0057% от общего числа).
The 802.11p Task Group was formed in November 2004. Lee Armstrong was chair and Wayne Fisher technical editor. Drafts were developed from 2005 through 2009. By April 2010 draft 11 was approved by 99% affirmative votes and no comments. The approved amendment was published July 15, 2010; its title was "Amendment 6: Wireless Access in Vehicular Environments". In August 2008, the European Commission allocated part of the 5.9 GHz band for priority transport safety applications and inter vehicle, infrastructure communications. The intention is that compatibility with the USA will be ensured even if the allocation is not exactly the same; frequencies will be sufficiently close to enable the use of the same antenna and radio transmitter/receiver. Simulations published in 2010 predict delays of at the most tens of milliseconds for high priority traffic. arguing that the auto industry had largely failed to make use of the DSRC spectrum in its 21 years of existence, with only 15,506 vehicles in the US0.0057% of the totalequipped for DSRC.