IEEE 1609.0-2013 WAVE架构 中文版

### IEEE 1609.0-2013 WAVE架构详解 #### 一、概述 **IEEE 1609.0-2013** 标准旨在为智能交通系统（Intelligent Transportation Systems, ITS）中的无线接入车载环境（Wireless Access in Vehicular Environments, WAVE）提供一个全面的架构指南。该标准定义了在移动车辆环境中实现WAVE通信所需的服务，并与其他IEEE 1609系列标准协同工作。 #### 二、范围与目标 本标准的范围主要包括以下几个方面： 1. **WAVE架构**：定义了一个用于支持移动车辆环境下通信服务的框架。 2. **服务定义**：明确了实现WAVE通信所必需的服务。 3. **技术规范**：涵盖了一系列相关的IEEE 1609标准家族，例如IEEE 1609.2（安全服务）、IEEE 1609.3（网络服务）、IEEE 1609.4（多信道操作）等。 4. **通信环境**：规定了在室外环境中运行IEEE 802.11基本服务集的要求。 5. **安全机制**：提供了基于IEEE 1609.2的安全服务，确保通信的安全性和可靠性。 #### 三、WAVE系统的概貌 WAVE系统是一个集成化的无线通信体系，其主要组成部分包括： 1. **车载单元 (On-Board Unit, OBU)**：安装在车辆上的通信设备，负责与路侧单元以及其他车载单元进行通信。 2. **路侧单元 (Road-Side Unit, RSU)**：部署在路边或特定位置的通信节点，提供车辆与基础设施之间的通信服务。 3. **通信服务**：包括控制信道（Control Channel, CCH）和服务信道（Service Channel, SCH），分别用于广播服务公告和传输具体的数据服务。 4. **管理平面**：提供用于管理WAVE网络的各种功能，如信道协调、时间同步等。 5. **安全机制**：基于IEEE 1609.2的安全框架，确保WAVE通信的安全性和隐私保护。 #### 四、相关标准 - **智能交通系统标准**：本标准与国家ITS架构相兼容，支持多种交通服务的应用。 - **ASTM和FCC**：涉及到频谱分配和其他监管方面的标准。 - **IEEE标准**：包括试验用WAVE标准的历史发展情况、IEEE 802.11无线局域网标准以及完整的WAVE标准族。 - **SAE DSRC标准**：涉及专用短程通信（Dedicated Short Range Communications, DSRC）的技术细节。 - **其他相关标准和组织**：包括欧洲电信标准协会（ETSI）和国际标准化组织（ISO）的相关ITS配置参考架构等。 #### 五、WAVE系统综述 ##### 1. 系统组件和连接性 - **车载单元 (OBU)**：负责车辆间通信及与RSU的通信。 - **路侧单元 (RSU)**：作为基础设施与车辆之间的桥梁，提供关键的信息交换。 ##### 2. 协议 - **WAVE短消息协议 (WSM)**：用于传输简短的消息，适用于快速变化的交通场景。 - **互联网协议**：支持IPv6协议栈，确保与现有网络的互操作性。 - **管理平面**：定义了一组管理功能，如信道协调、时间同步等，以确保WAVE网络的高效运行。 ##### 3. 接口 - **物理层接口**：基于IEEE 802.11p标准，定义了无线链路的物理层特性。 - **网络层接口**：支持IPv6地址分配和路由选择。 ##### 4. 5.9GHz频谱分配 - 该频段专门用于WAVE通信，被划分为多个不同的信道，用于不同的通信服务。 ##### 5. 信道类型 - **控制信道 (CCH)**：用于广播服务公告和紧急消息。 - **服务信道 (SCH)**：用于传输具体的业务数据。 ##### 6. 通信服务 - **CCH通信**：主要用于广播服务公告。 - **SCH通信**：支持多样化的数据服务，如交通信息、警告消息等。 ##### 7. WAVE服务公告 (WSA) - **一般运作**：WSA是一种用于通告可用服务的存在及其特性的机制。 - **扩展性**：WSA支持添加和删除应用，以适应动态变化的需求。 - **其他使用**：除了基本的服务通告外，WSA还可以用于其他目的，如位置共享等。 ##### 8. 地址和标识符 - **MAC地址**：用于标识网络中的设备。 - **IPv6地址**：支持IPv6寻址方案。 - **PSID和PSC**：用于标识特定的服务类型和子类型。 ##### 9. 优先级 - 定义了不同通信需求的优先级级别，确保关键信息能够得到及时传输。 ##### 10. 信道协调和时间同步 - 提供了一套机制来确保所有参与通信的实体能够在正确的时间和正确的信道上进行通信。 ##### 11. 其他特性 - **管理消息的交付**：确保重要的管理信息能够可靠地送达目的地。 - **信道特性IEEE 802.11原语**：利用IEEE 802.11标准中的原语来实现高效的数据传输。 - **安全考虑**：基于IEEE 1609.2标准的安全框架，确保通信的安全性和隐私保护。 #### 六、安全考虑 - **WAVE标准中通信安全**：通过定义一系列的安全措施来保障WAVE通信的安全性。 - **IEEE 1609.2和WAVE安全服务**：提供加密、身份验证等服务，确保数据传输的安全。 - **应用安全处理**：定义了如何在应用程序层面上实施安全策略。 - **WSA安全用例**：针对WSA的具体安全应用场景进行了详细说明。 - **认证证书的使用**：介绍了证书的管理和使用方式。 - **证书管理**：详细描述了证书的生命周期管理流程。 - **隐私**：考虑到了个人隐私保护的问题，并提出了相应的解决方案。 - **平台安全性考虑**：针对不同的硬件平台提出了安全性的建议和指导。 #### 七、附录 - **系统配置范例**：提供了实际部署中可能遇到的系统配置示例。 - **认证**：详细描述了认证的过程和步骤。 - **典型用例**：列举了一些典型的使用案例，如冲突避免的车辆通信、电子收费等。 - **国际ITS文档**：引用了一些国际上关于ITS的标准和文档。 - **映射PSID值到一组连续的整数**：解释了如何将PSID值映射到整数，以便于处理。 - **部署历史**：记录了WAVE标准的部署历程和发展情况。 - **参考书目**：列出了编写本标准时参考的主要文献资料。 通过上述内容的详细介绍，我们可以看到IEEE 1609.0-2013标准不仅为WAVE架构提供了全面的指南，还涵盖了相关的技术规范和服务定义，为智能交通系统的发展提供了强有力的支持。