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国际电联ITU关于ITS的研究
来源:RFID射频快报   2007-4-28 8:54:53
关键词: DSRC  频率  技术规范  TICS  国际电信联盟  ITU  5.8GHz  2.5GHz  专用短程通信  


提要近几年,对智能交通系统ITS的研究和应用受到许多国家和国际组织的重视。国际电信联盟ITU作为各国通信协调组织,积极配合国际标准化组织ISO TC204,开展了关于交通运输信息和控制系统(TICS)方面特别是ITS专用短程通信DSRC方面的研究和协调。

电联的宗旨是维护和扩大所有电联会员之间的国际合作,以改进和合理使用各种电信。电联的无线电通信部门的职能是确保所有无线电通信业务合理地、公平地、有效地和经济地使用无线电频谱,以及进行无限制的频率范围的研究,通过关于无线电通信问题的建议。它下设无线电通信研究组,并根据不同的业务和通信技术范围分为若干组,其中对TICS和DSRC的研究活动主要在8A组中开展活动。电联在ITS领域的研究活动十分活跃,已通过了ITU-R M.1451、1452和1453建议。其中M.1451定义了 TICS系统功能、M.1452 是关于TICS系统60GHz和76GHz的低功率短程车用雷达,M.1453是关于TICS系统5.8GHz专用短程通信DSRC的建议。另外,还有其它一些提案和研究课题正在进行中。

关于5.8GHz频段专用短程通信DSRC
  
2000年五月,世界无线电通信大会通过了关于5.8GHz频段专用短程通信的ITU-R M.1453建议。该建议的主要内容是:考虑到TICS系统对改进公共安全的必要性,在世界范围TICS的兼容必须依靠共同工作频段的划分,国际标准化组织ISO/TC204已开展的研究需要无线电频谱划分的支持等因素;同时还考虑到欧洲电信标准化协会(ETSI)已采用5.8GHz工科医频段专用短程通信DSRC标准,亚太电信也已核准了5.8GHz DSRC设备标准;并注意到在5725-5875MHz还有其它业务,建议5.8GHz频段的DSRC主动式和被动式两种工作方式的技术和适用范围分别作了规范。
  
建议指出:车辆-路侧通信可以是点波束,连续和广域方式,DSRC更常用的是点波束的无线通信链路,它主要用在电子不停车收费和导航等业务。
DSRC有以下特点:
  
1.通信区域受限:通信仅在有限范围内是可能的;
  
2.通信时间受限:通信仅允许在有限的时间内进行。
  
DSRC主要由车载设备和路侧设备组成。车载设备OBE置于车辆的挡风玻璃上,由无线通信电路和应用处理电路等组成,它通常有一个包括交换、显示和蜂鸣器的人机接口。路侧设备RSE安装于路侧或顶端,通过无线电信号与过往的车辆通信,RSE由无线通信电路和应用处理电路等组成,并有固定链路与路侧系统进行数据交换。DSRC系统负责OBE与RSE之间无线信息传输和交换,这一特点要求它具有高可靠性和加密功能。
  
主动式和被动式DSRC设备的技术特性要求分别见表1和表2。

表1: 主动式DSRC无线收发技术特性要求

项目
技术特性指标
载频
5.8GHz上、下行
射频间隔
10MHz
可占用带宽
小于8MHz
调制方式
ASK
传输速率(比特率)
1024 Kbit/S
码型
曼彻斯特码
频道间隔
40MHz
通信类型
双工通信
最大e.i.r.p
≤+30dBm(下行)
(传输距离小于10米,
天线发射功率≦10dBm)
≤+44.7dBm(下行)
(传输距大于10米,
天线发射功率≤24.77dBm)
≤+20dBm(上行)
天线发射功率≤10dBm)

表2: 被动式DSRC无线收发技术特性要求

项目
技术特性
中速率
高速率
载波频率
5.8GHz频段 下行
5.8GHz频段 上行
副载波
1.5MHz/2MHz (上行)
10.7MHz(上行)
射频间隔
5MHz
10MHz
可占用带宽
小于5MHz/CH
小于10MHz/CH
调制方式
ASK(下行载波)
PSK(上行副载波)
ASK(下行载波)
PSK(上行副载波)
传输速率(比特率)
500 Kbit/S
250 Kbit/S
1M bit/S
1M bit/S
编码方式
FM0(下行)
NRZI(上行)
通信类型
(脉冲式)转发
(脉冲式)转发
最大e.i.r.p
≤+33dBm (下行)
≤-24dBm(上行:单边带)
≤+39dBm(下行)
≤-14dBm(上行:单边带)

关于2.5GHz单向DSRC业务的研究
  
电联在研究ITS的通信业务时,还提出关于2.5GHz单向DSRC作为一种补充业务的应用,主要内容是考虑到一些地区性组织,如亚太通信标准化会议(ASTAP)已经批准了"基于2.5GHz频段专用短程通信设备操作(1999)",日本邮电省决定采用"基于2.5GHz频段的运输信息系统(1993),8A研究组提出2.5GHz单向通信在车辆信息和通信系统VICS中应用的技术和操作特性建议提案。该提案描述了VICS系统2.5GHz单向通信的技术特性。VICS是专用短程通信DSRC的一种应用。一般DSRC可以双向通信,而VICS是2499.7MHz的单向无线通信系统,用于改进旅行者信息系统。本系统在某些特定的区域提供路况和其它道路行驶指南等信息。
  
VICS系统有四项功能:信息收集、信息编辑/处理、信息分配和信息利用。这些功能可以提供道路交通状况和旅行时间,与道路交通有关的信息如停车场实时状况,车载道路通过信息系统等,这些信息和数据从不同的来源和传感器得到,并在中心设备中进行处理。经过处理的数据在2.5GHz单向无线通信天线播发,VICS系统只能进行信息播发。
  
VICS系统的信息播发功能是在特定的无线通信区域以2.5GHz频率进行单向广播。它在无线小区内以非话形式从路侧基站向移动无线设备播发。每一个路侧设备包括两副 2.5GHz DSRC单向天线
  
2.5GHzVICS系统是单向DSRC无线通信链路(直径约70米),它以数字方式从路侧设备向车辆发送各种信息。每一点的路侧设备包括两副天线,用于2.5GHz下行信号的播发。
  
因为本系统是在很小的区域内以点波束方式播发,不能像普通的无线通信那样,它没有连续通信的能力。然而,稳定的电波传输通道是可靠的,干扰很小。因此,当路侧基站设备以适当的间隔安装时,信息能以相同的频率在给定区域播发。
  
无线通信设备的技术特性要求如下:

表3: 2.5 GHz 频段 单向 DSRC技术特性

项目 技术特性
无线频率 2.5 GHz 频段(2 499.7 MHz)
带宽 85 kHz
发射类型 D1D
频率稳定度 优于 ± 1.5 x 10-6
调制方式 高斯予滤波最小移频键控GMSK (调制指数=0.5)和增幅调制 (调制深度=10%)
速率 64 kbps
天线发射功率 10 mW
寄生辐射 低于 2.5 μW
带外发射功率 低于 -40 dB
天线增益 低于8.5 dB

关于下一代专用短程通信DSRC的研究活动
  
随着信息技术和网络技术的发展,各国对ITS研究和认识不断深入,认为ITU-R M.1453建议虽然涵盖了各种TICS业务,但还是以工科医频段的电子不停车收费ETC业务为主要应用,该建议没有突出DSRC的某些新业务,这些业务要求更宽的频带和传输速率。它们将被定义为下一代DSRC的应用业务。美国、欧盟、日本、韩国等纷纷提出关于下一代专用短程通信的提案,对DSRC的承载业务、基本功能结构、使用者的要求、频带划分和技术规范等提出新的概念。
  
在日本,下一代DSRC的技术规范正在研究中,并考虑了多种业务应用的适应性、通过频率复用技术有效利用频率资源、利用增强的编码和调制技术,传输大量和高速信息、车辆的Internet连接、电子支付和交易等。要求无线链路应能向最大车速为180公里/小时的车辆提供各种业务连接。
  
在美国,DSRC频率已划分在5850-5925MHz频段。有关这一频段的使用规则,包括美国-加拿大的频率协调正在起草中。下一代DSRC系统的应用功能正在不断发展完善。
  
在欧洲,欧盟对车辆DSRC研究的赞助下,DELTA计划(DSRC ELectronics implementation for Transportation and Automotive applications)已实施,计划包括电信运营商,设备制造商,系统集成商,道路管理机构和所有欧洲汽车制造商。DELTA计划将通过ETSI和CEN TC 278来统一地区应用标准,并通过ITU进行更进一步的工作。
 

作者:王智


      
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