CN103442080A

CN103442080A - 一种基于wave的车载通信系统

Info

Publication number: CN103442080A
Application number: CN2013104027102A
Authority: CN
Inventors: 李拓彬
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-09-07
Filing date: 2013-09-07
Publication date: 2013-12-11

Abstract

本发明公开了一种基于WAVE的车载通信系统，包括第一外部装置、第二外部装置、WAVE协议栈、扩展接口、路边单元和车辆上安装的片上单元，所述第一外部装置、路边单元、WAVE协议栈、扩展接口、片上单元和第二外部装置依次相连，所述路边单元、片上单元和WAVE协议栈连接成WAVE标准覆盖区域。由于所述车载通信系统采用了WAVE，创建了覆盖范围广、高质量支持多媒体信息、安全的车用自组网络，而且更容易部署，成本也更低，更加符合商业模式的角度。

Description

一种基于WAVE的车载通信系统

技术领域

本发明涉及一种基于WAVE的车载通信系统。

背景技术

近年来，随着汽车工业的普及，私家车拥有量的激增，道路拥塞的日益严重，交通事故的频发，以及各式各样车载设备的不断涌现，车载通信领域的研究引起了人们极大的关注。传统的车辆通信网络通常只是针对于公路计费等用途设计的封闭式通信网络，新近的发展使得车辆支持车间自主通信从而互通安全信息。但是由于在网络架构方面的缺陷，原有的系统只能对高速行驶中的车辆提供局部区域内的信息交互，无法实现车辆与智能交通控制中心进行实时数据服务和接入宽带无线网络。从车辆无线接入技术的角度，目前绝大多数的车辆移动通信网络研究基于IEEE 802.11的通信技术，但802.11具有覆盖范围小、车辆移动过程中需要频繁切换连接路边单元、服务质量（QoS）支持弱、无法对多媒体信息提供高质量支持的弱点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种覆盖范围广、高质量支持多媒体信息、安全且易部署、低成本的基于WAVE的车载通信系统。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：一种基于WAVE的车载通信系统，包括第一外部装置、第二外部装置、WAVE协议栈、扩展接口、路边单元和车辆上安装的片上单元，所述第一外部装置、路边单元、WAVE协议栈、扩展接口、片上单元和第二外部装置依次相连，所述路边单元、片上单元和WAVE协议栈连接成WAVE标准覆盖区域。

作为优选，所述第一外部装置通过扩展接口与路边单元相连；所述第二外部装置通过扩展接口与片上单元相连。

作为优选，所述片上单元通过WAVE协议栈和路边单元相连。

本发明基于WAVE的车载通信系统的有益效果是：由于所述车载通信系统采用了WAVE，创建了覆盖范围广、高质量支持多媒体信息、安全的车用自组网络，而且更容易部署，成本也更低，更加符合商业模式的角度。

附图说明

图1为本发明基于WAVE的车载通信系统的原理框图。

图2为本发明基于WAVE的车载通信系统中WAVE协议栈的结构图。

具体实施方式

请参阅图1至图2所示，本发明采用如下技术方案：一种基于WAVE的车载通信系统，包括第一外部装置、第二外部装置、WAVE协议栈、扩展接口、路边单元和车辆上安装的片上单元，所述第一外部装置、路边单元、WAVE协议栈、扩展接口、片上单元和第二外部装置依次相连，所述路边单元、片上单元和WAVE协议栈连接成WAVE标准覆盖区域。

所述第一外部装置通过扩展接口与路边单元相连；所述第二外部装置通过扩展接口与片上单元相连。所述片上单元通过WAVE协议栈和路边单元相连。

从宏观上而言，WAVE的通信方式，主要包含车辆和车辆之间的通信，车辆和路边单元之间的通信，以及车辆和便携设备之间的通信。车辆上安装的片上单元之间、片上单元和行人之间组成小型的无线ad-hoc网络，完成安全、娱乐等信息的交互；片上单元还可以通过路边单元以有线或者无线的方式和互联网、移动通信网络、无线局域网等网络相连接，完成信息的交换。WAVE中的模块主要包含片上单元、路边单元和WAVE协议栈。基于嵌入式处理单元的OBU(汽车上安装的片上单元)，相当于802.11网络中的STA，即通信系统中的移动终端，不同OBU只是通信方式和频率的差异；RSU(路边单元)相当于802.11中的AP，主要负责车载单元的接入，以及与其他网络的互联。在没有路边单元的情况下，车辆上安装的片上单元之间组成移动的车载自组网络；路边单元和片上单元利用WAVE协议栈通信，从而完成应用报文的交互过程。

WAVE标准采用了基于802.11的协议架构，达到获得更高的通信速率和更大的传输范围，以及与现有的Internet和移动通信网络更好地融合的目的。WAVE标准通过一系列的服务和接口被标准化使得V2V和V2I通信变得更加安全可行，也为车载环境下更广范的应用（包括车辆安全、自动计费、增强型导航和交通管理等）提供了基础。

WAVE协议栈分为管理平面和数据平面（如图2），IETF: Internet工程任务组； LLC:逻辑线路控制；MAC:媒体接入控制； MLME：MAC层管理实体；PHY:物理层；PLME:物理层管理实体；WME:MAVE管理实体；WSMP:WAVE短消息协议。管理平面负责协议栈的参数以及行为控制，数据平面负责传输有效数据信息。802.11p定义了物理层和MAC层；1609.4定义了一种MAC增强机制，提供多信道协作功能以使得只有一个接收天线的设备能够充分利用物理层信道（控制信道，服务信道），同时能够为高优先级的报文提供更加实时的传输服务；1609.3定义了WAVE的网络传输服务，并且规定了MAC层管理实体（MLME）和WAVE管理实体（WME）的功能和原语；1609.2制定了WAVE中的安全机制，提供加密、认证以及私密性等功能；1609.1为远程应用程序的管理、注册以及OBU设备中资源的存储以及存取提供了标准化的接口。

WAVE把通信设备分为服务提供设备（PD：ProviderDevice）和用户设备（UD：UserDevice）两类，WAVE的运行流程如下：

（1）PD启动，开始广播WAVE服务信息（WSA），开启了一个WAVE基本服务集（WBSS）。WSA中携带了诸如使用信道、提供哪些应用程序、各个应用程序的使用参数等的信息。这个过程相当于802.11中广播Beacon信息的过程。

（2）当UD进入PD提供WBSS的区域后，收到PD广播的信息WSA，根据所存储的密钥解密WSA，并分析其中的配置信息，判断是否和自己的配置信息相匹配，如果匹配，则加入此WBSS中，并根据WSA中的配置信息配置相关参数，如使用频率和信道等。

（3）PD和UD之间建立了一条通信链路，此时，不再有PD和UD之分，PD和UD转为对等服务（P2P模式），它们之间开始平等交换数据信息，而不再是一个只能发信息，另一个只能收信息的模式。

（4）在设备决定退出此WBSS时，向协议栈的管理实体发出指令指示退出WBSS；或者，在设备检测到不在此WBSS时，由底层管理实体向上层应用异步通告。至此服务提供者和使用者之间的通信宣告结束

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims

1.一种基于WAVE的车载通信系统，其特征在于：包括第一外部装置、第二外部装置、WAVE协议栈、扩展接口、路边单元和车辆上安装的片上单元，所述第一外部装置、路边单元、WAVE协议栈、扩展接口、片上单元和第二外部装置依次相连，所述路边单元、片上单元和WAVE协议栈连接成WAVE标准覆盖区域。

2.根据权利要求1所述的基于WAVE的车载通信系统，其特征在于：所述第一外部装置通过扩展接口与路边单元相连；所述第二外部装置通过扩展接口与片上单元相连。

3.根据权利要求1所述的基于WAVE的车载通信系统，其特征在于：所述片上单元通过WAVE协议栈和路边单元相连。