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DAY 16
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當運輸遇見IOT系列 第 16

Day16-當運輸遇見IOT- V2V/V2I通訊應用 IEEE 1609 & IOT

前言

  提及車輛網車輛與車輛(V2V)間、車輛與基礎設施(V2I)間之標準無線通訊協定,則需介紹IEEE 1609等系列之標準,以下介紹這個標準。

IEEE 1609

  IEEE 1609等系列之標準是美國電子電機工程師協會(IEEE)針對無線接取技術應用於車用環境無線存取(WAVE)時,所定義出的通訊系統架構及一系列標準化的服務和接口。其主要目的為制定車輛與車輛(V2V)間、車輛與基礎設施(V2I)間之標準無線通訊協定,並藉此提供行車環境下,包括汽車安全性、自動收費、增強導航、交通管理等廣泛應用情境所需之通訊協定標準。IEEE 1609系列標準架構,如下圖所示[1]:
https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20180103/20107143YdcniiSu0n.png
各標準說明如下[2]:

IEEE 1609.1負責資源管理

IEEE 1609.1主要是用做資源管理,也就是制定WAVE堆疊(Stack)與應用層介接之各項介面。但隨著標準的演進,很多會員都認為這個部分應該是屬於實作上的議題,因此IEEE 1609.1近2年的發展幾乎停滯。2009年初IEEE 1609.1才又被重新賦予新的角色︰為低階專用短程通訊(DSRC)設備提供額外的管理機制,讓具有控制能力的節點能夠遠端控制一個區域內的所有節點。

目前IEEE 1609.1已於2009年6月提出Draft 0.6版本,但由於許多內容與其他子項標準多所重疊,所以在審查會議中引起相當大的爭議,並期望早日釐清與其他子項標準之關係。

IEEE 1609.2掌管安全機制

IEEE 1609.2主要負責制定IEEE 1609標準中的安全機制,目前的版本仍然停留在2006年所釋出的試用標準。事實上,試用版本內容與現今的安全需求有著不少的落差,姑且不論與其他子項標準間的介面定義不完善,光是此版本的內容本身就存在許多不一致性與錯誤,較不完整。

目前IEEE 1609.2正根據車輛基礎建設整合(VII)計畫的測試結果修正試用版本,並希望在2009年8月前收集對於試用版本內容的意見與錯誤訂正,然後與其他子項標準內容與其中之介面進行同步,以期於2009年10月能完成Draft 1.0版本,並於2010年1月送交審查會議進行投票。

IEEE 1609.3職司網路服務

IEEE 1609.3主要內容為制定WAVE系統中網路層通訊協定及管理機制。為降低WAVE設備間傳輸時所需的時間,IEEE 1609.3為WAVE系統量身制定了短訊通訊協定(WSMP)。WAVE的管理機制是由IEEE 1609.3中的管理實體層(WME)負責,所有的應用程式要使用WAVE做為傳輸媒介時,都必須先向WME進行註冊。

IEEE 1609.3是目前較為完善的部分,最新版本為2009年6月釋出的Draft 1.2。此版本已與IEEE 802.11p D6.0相關內容同步,除少部分新增功能須要討論外,大部分的內容都已經定案,在2009年底應可看到IEEE 1609.3正式版的文件釋出。

IEEE 1609.4專責頻道切換

WAVE系統的特點在於同一傳輸媒介可在不同頻道間切換,以達成不同應用之需求。而制定頻道間切換運作方式即為IEEE 1609.4之主要範疇。WAVE中包含一個控制頻道與數個服務頻道,不同的WAVE設備間必須透過共通的控制頻道以交換資訊,因此必須定期或不定期的於控制頻道與服務頻道間進行切換。

IEEE 1609.4和IEEE 1609.3的進展都較為迅速,IEEE 1609.4 D1.2版本於2009年6月釋出,其大部分修改的內容都是為了與IEEE 802.11p D6.0相關內容進行同步。相信在2009年底IEEE 1609.4正式版應該也能和IEEE 1609.3同步釋出。

IEEE 1609.11鎖定電子收費應用

IEEE 1609.11標準是在2008年10月才開始正式運作,其主要內容為制定以WAVE設備為基礎之電子收費系統標準。有別於其他無線通訊標準,由於IEEE 1609是應用於交通運輸相關之標準,因此有必要為常見之交通應用制定標準流程。有別於IEEE 1609.x系列是制定底層通訊協定,IEEE 1609保留了IEEE 1609.1x系列為應用服務標準。

目前IEEE 1609.11最新版本為2009年6月釋出的D1.0,大部分內容都是參考歐盟加以修訂,因此進展相當迅速。且由於電子收費機制已是成熟技術,IEEE 1609.11只是將傳輸媒介轉換成WAVE系統,並修改必要之內容。因此正式版相信也會於2009年底釋出。

小結

  這些標準目前已有不同驗證及測試,包括車輛、路偵間之互通性測試,測試完成,再提供認證標章,這些應用有應用在車輛高速行駛,攸關行車安全,因此會比較嚴格進行。

參考文件

1.工研院蔣村杰.車聯網V2X標準、技術與應用簡報
2.IEEE 1609系列標準各司其職-V2V/V2I通訊應用非夢事文 - 技術前瞻 - 新通訊元件雜誌


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