日期 : 2011.12.23
時間 : 14:00 ~ 15:30
地點 : S516
作者 : 資工產碩(一) — 00366511吳家隆
講者 : 國立中央大學資訊工程所 吳曉光 教授
1986 年,第一套行動通訊系統在美國芝加哥誕生,1G 是採用類比訊號傳輸,主要系統為 AMPS,另外還有 NMT 及 TACS。
台灣的中華電信在 3 年後,也就是
1989 年的 7 月 1 日推出國內第一支行動電話,也就是我們熟知的黑金剛大哥大。
最早應用在手機上網的規格是 WAP
(Wireless Application Protocol:無線應用協定) ,不過最初 GSM 的數據傳輸速度不快,所以 WAP
的應用最終宣告失敗,也因此有了更新一代的無線通訊技術:GPRS (General Packet Radio
Service:通用封包無線服務)。
3G 最吸引人的地方在於每秒可達 384 Kbit 的高速傳輸速度,因此 3G 被視為是開啟行動通訊新紀元的重要關鍵。
隨著無線通訊網路技術的進步與普及,行車安全問題也越來越受到重視,IEEE針對VANET定義了約四十種的相關應用,除了學界的前瞻技術探討外,目前美國、歐洲的業界也在發展各類型的應用,顯示出國際上對VANET的相關應用與研究發展之高度重視,目前VANET已成為通訊界與汽車產業所關注的新興技術。
強化人車安全 DSRC演進踩油門
美國材料試驗協會(ASTM)為了發展專用短距通訊(DSRC)技術,因而針對北美地區不同廠商的電子收費系統(ETC)技術進行評估。電子收費系統特色在於採用915MHz頻段、利用分時多工存取(TDMA),以及配備主動式車載單元(OBU)作為通訊方式。如圖1所示,由於915MHz僅能支援0.5Mbit/s傳輸速率,且傳輸距離僅有30公尺;因此美國聯邦通訊委員會(FCC)決定將5.9GHz這個頻段資源應用在汽車通訊上,使DSRC規範可支援6M~25Mbit/s傳輸速率,傳輸距離更提升為數百公尺。
IEEE 802.11p又稱為車用環境無線存取(WAVE)技術,目前規格制定進度為6.0版草案。在5.9GHz頻段上使用,此頻帶上有75MHz的頻寬,以10MHz為單位切割,將有七個頻道可供操作。其中一個頻道為控制頻道,其他則為服務頻道。
利用IEEE 802.11a規格作為實體層(Physical Layer)通訊技術,IEEE 802.11p相關應用以DSRC原先所規畫的方向為主,並加強車用安全,包括碰撞警示或道路危險警示等。為了在運輸方面無縫、可和諧操作的服務,WAVE網路服務提供車載裝置、管理服務以及各協定層之間的資料傳遞,其標準包括了IEEE
Std 1609.1、IEEE Std 1609.2、IEEE
Std 1609.3、IEEE Std 1609.4、及IEEE
Std 802.11等。
IEEE 802.11p的發展具有兩項特性,一是相容於其他規格並與IEEE 1609系列規格相輔相成;二則是對IEEE 802.11a規格作部分的修正,讓設備可應用在高速移動上傳輸資料。
802.11p重視技術相容性
為了避免規格不一,使得市場接受度受到影響,IEEE 802.11p除了與ASTM E2213-03相容之外,也與ISO組織下制定車用規格的TC204(ITS)WG 16建立溝通管道,TC204 WG16也決議將支援最終的IEEE 802.11p版本。TC204 WG16制定的CALM M5,主要規範車輛在快速移動時,車對車通訊、不斷線通訊與多媒體影音下載等應用。
CALM M5採用5GHz頻段,因此也是利用IEEE 802.11a作為傳輸技術。當然,CALM還有其他版本,有利用2.5G與3G作為通訊技術的CALM
Cellular等。
由於這些車用規格在制定時講究互通性,使車載設備與道路系統在未來布建與使用上,具有較經濟的效果。若部分區域已經先布建了其他規格的道路系統設備,即便使用者採用的是IEEE 802.11p車載設備也可以利用既有的路側設備(RSU)作DSRC應用。
此外,由於採用的是IEEE
802.11規格,因此也可以利用戶外的熱點(Hotspot)作為上網途徑。頻道178為控制頻道範圍,為任何車載設備皆可存取之頻帶,而其他頻道存取皆由服務提供設備來指派。IEEE 802.11p負責規範MAC/PHY標準制定,並與IEEE 1609系列規範車輛系統資訊的架構達到相輔相成。
車輛與網路連結示意