车联网通信领域(DSRC)的关键技术研究

摘 要

专用短程通信技术是实现车-路和车-车通信的核心技术，在电子收费、信息服务、安全监控等智能交通领域内具有广泛的应用空间和研究价值。本文以国家标准《电子收费 专用短程通信（DSRC）》GB/T 20851:2007 为研究基础，以实现多车道自由流电子不停车收费的应用需求为研究目标，以专用短程通信欧洲标准CEN TC278、美国标准ASTM E2213和日本标准ARIB T75为参考依据，分析各方的技术特点和适用范围与现状及发展趋势，提出了对GB/T 20851-2:2007的数据链路层进行异步时分多址（AsyTDMA）的技术改进的思想，以达到1台RSU能够同时以并行或串行的方式处理来自于1条车道或多条并行车道的多台OBU的设想。本文的重点在于智能交通专用短程通信协议标准与应用规范的研究、实现及验证。

最后，简单介绍了在智能交通专用短程通信技术方面国际上最新的研究动态和成果——WAVE，以及作者在该方面计划要做的工作和已经做的工作与取得的进展，并对后续的工作进行了初步的规划与展望。

关键词：专用短程通信，异步时分复用，智能交通系统，车联网

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ABSTRACT

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KEY WORDS:DSRC,Asy TDMAITS,Internet of vehicles

目录

第一章  绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2国内外研究现状及发展趋势 1

1.2.1欧洲研究现状及发展趋势 1

1.2.2 日本研究现状及发展趋势 3

1.2.3 美国研究现状及发展趋势 4

1.2.4 国内研究现状及发展趋势 5

1.3研究目标 5

第二章  车联网通信技术分类 7

2.1车联网概述 7

2.2 DSRC 7

2.3 WiMax 8

2.4 Wi-Fi 9

2.5本章小结 9

第三章  DSRC协议理论研究 11

3.1 DSRC协议结构模型 11

3.2 DSRC协议物理层简介 12

3.3 DSRC协议数据链路层 13

3.3.1 数据链路层简介 13

3.3.2帧结构 14

3.3.3媒介访问控制层（MAC） 17

3.3.4逻辑链路控制子层(LLC) 20

3.3.5数据链路层开销 21

3.4 DSRC协议应用层 22

3.5多址访问技术的思想 23

3.5.1信道复用基本原理 23

3.5.2 频分复用 23

3.5.3异步时分复用 24

3.5.4 异步时分多址机制的基本思想 24

3.6 本章小结 24

第四章  协议配置与设备管理的实现 26

4.1 概述 26

4.2 协议配置和设备管理的基本原理 26

4.3 协议配置与管理的实现 26

4.3.1 DSRC 物理层的配置 26

4.3.2 DSRC 数据链路层的配置 27

4.3.3 DSRC 应用层的配置 27

4.3.4 DSRC 内层管理的实现 27

4.4 DSRC 应用流程 28

4.4.1 通信链路初始化 28

4.4.2上下行链路应用流程 30

4.4.3通信链路释放 31

4.5 本章小结 31

第五章  应用模型的研究与定义 32

5.1 概述 32

5.2 EFC 应用模型 32

5.3本章小结 33

第六章  DSRC应用场景 34

6.1 概述 34

6.2 车载通信DSRC的应用 34

6.3 新一代专用短程通信技术 36

6.4 DSRC应用在汽车上的展望 37

6.5本章小结 37

总 结 38

致 谢 39

参考文献 40