GB/T31024.2-2014
合作式智能运输系统专用短程通信第2部分：媒体访问控制层和物理层规范
Cooperationofroadsidetovehicle―Dedicatedshortrangecommunications―Part2：Specificationofmediumaccesscontrollayerandphysicallayer
- 中国标准分类号（CCS）L79
- 国际标准分类号（ICS）35.100
- 实施日期2015-02-01
- 文件格式PDF
- 文本页数105页
- 文件大小4.77M
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合作式智能运输系统专用短程通信第2部分：媒体访问控制层和物理层规范
国家标准 GB/T31024.2一2014 合作式智能运输系统专用短程通信 第2部分;媒体访问控制层和物理层规范 Cooperationofroadsidetovehicle一 Dedieatedshortrangecommunieations Part2:Speeifieationofmediummaecesseontrollayerandphysieallayer 2014-08-05发布 2015-02-01实施 国家质量监督检监检疫总局 发布 国家标准花管理委员会国家标准
GB/I31024.2一2014 目 次 前言 引言 范围 术语和定义 缩略语 系统参考模型 有中心节点通信模式的媒体访问控制层 5.1概述 5.2适配子层 5.3媒体访问控制子层 5.4车载单元的状态 有中心节点通信模式的媒体访问控制帧格式 通用媒体访问控制帧格式 6.1 6.2数据慎 6.3管理控制帧 6.4组媒体访问控制协议数据单元 28 有中心节点通信模式的媒体访问控制层功能 28 28 7.1适配子层 29 7.2媒体访问控制子层 + 29 7.3车载单元人网流程 32 7.4管理业务流 35 7.5资源请求与资源分配 7.6业务类型与业务服务质量 3 7.7分片和重组 38 7.8重传机制 38 7.9帧确认 39 7.10链路自适应 39 2.1退出阿络流醒 40 随机退避 41 " 节电管理 44 21n 移动性管理 44 2I 异常处理 48 7.16系统配置参数 4s 无中心节点通信模式的媒体访问控制层 50 无中心节点通信模式媒体访问控制层概述 8.1 50 50 8.2无中心节点通信模式的媒体访问控制层帧结构
GB/T31024.2一2014 52 有中心节点通信模式物理层 52 9.1帧结构与正交频分复用基本参数 55 9.2发射机框图与信号处理流程 65 9.3前导序列 67 9.4系统信息信道与控制信道 69 9.5上下行传输信道 74 9.6上下行探测信道 上行调度请求信道 9.7 76 78 9.8上行随机接人或测距信道 9.9上行功率控制 81 9.10上行测距调度 82 发射机与接收机指标要求 9.11 8 无中心节点通信模式物理层 84 10 帧结构 84 10.1 10.2正交频分复用基本参数 84 10.3发射机框图与信号处理流程 85 10.4前导序列 87 10.5系统信息信道 88 10.6传输信道 88 附录A(资料性附录本部分涉及的专利信息 90 附录B(规范性附录)调制编码方案参数 92 附录c(规范性附录解调导频图样 93 附录D(规范性附录探测导频图样 94 附录E规范性附录低密度奇偶校验码的校验矩阵 95 参考文献 100
GB/I31024.2一2014 前 言 GB/T31024《合作式智能运输系统专用短程通信》分为4个部分 -第1部分:总体技术要求; 第2部分:媒体访问控制层和物理层规范 第3部分:网络层和应用层规范; 第4部分;设备应用规范 本部分为GB/T31024的第2部分
本部分按照GB/Tl.l一209给出的规则起收
本部分由全国智能运输系统标准化技术委员会(SAC/TC268)提出并归口
本部分起草单位;交通运输部公路科学研究院、北京新岸线移动多媒体技术有限公司,工信部电信 研究院,北京中交国通智能交通系统技术有限公司、工信部电子技术标准化研究院
本部分主要起草人王笑京,雷俊,宋向辉,杨琪,汤立波、李斌,闫志刚杨宏、刘慎发,王竟、间德升、 刘谦雷,姚惠娟,于晓燕、杨蕴、王东柱、杨文丽,刘鸿伟,梅新民
GB/I31024.2一2014 引 言 本文件的发布机构提请注意,声明符合本文件时,涉及到相关的专利的使用
本文件所涉及的专利 相关信息见附录A
本文件的发布机构对于该专利的真实性,有效性和范围无任何立场
该专利持有人已向本文件的发布机构保证,他愿意同任何申请人在合理且无歧视的条款和条件下 就专利授权许可进行谈判
该专利持有人的声明已在本文件的发布机构备案
专利相关信息可以通过 以下联系方式获得 专利持有人名称，北京新岸线移动多媒体技术有限公司 地址;北京市海淀区清华科技园科技大厦A座16层 联系人:郑兴旺 联系电话:010-82150688
GB/I31024.2一2014 合作式智能运输系统专用短程通信 第2部分;媒体访问控制层和物理层规范 范围 GB/T31024的本部分规定了合作式智能运输系统专用短程通信的媒体访问控制层技术要求和物 理层技术要求,包括系统参考模型、有中心节点通信模式的MAC层帧格式和MAC层功能,无中心节 点通信模式的MAC层帧格式及功能、有中心节点通信模式的物理层参数及功能、无中心节点通信模式 的物理层参数及功能等 本部分适用于合作式智能运输系统车辆与车辆之间以及车辆与道路基础设施之间的无线通信 设备
术语和定义 下列术语和定义适用于本文件
媒体访问控制(MAc)协议数据单元MMACprtwldautaumtl,MPu 两个对等MAC实体之间利用PHY层服务所交换的数据单元
2.2 MAc管理协议数据单元MAcmanagenentprotocoldataunit 两个对等MAC实体之间为实现MAC管理协议所交换的数据单元
MAC服务数据单元MACservieedataunit MAC服务访问点(sAP)之间作为单元而交付的信息 2.4 路侧单元roadsideunit 安装在道路两侧或门架上,通过专用短程无线通信接收来自OBU的信息和向OBU发送信息的功 能实体
2.5 车载单元onboardunit 安装在车辆上的具备信息采集,处理、存储、输人和输出接口,具有专用短程无线通信模块的功能 实体 2.6 调制编码方案modulationandcodingscheme 在空间流上采用的特定调制方式和编码速率的组合
空间流spaeestream 空间并行发射的数据流
GB/I31024.2一2014 2.8 空时流spaeetimestream 对空间流进行空时编码后的空时编码流
2.9 组确认groupacknowledgement -种批量反馈确认信息的方式
2.10 短前导序列shortpreamblesequenee 用于自动增益控制和粗同步的训练序列
2.11 长前导序列longpreamblesequence 用于细同步和信道估计的训练序列
2.12 系统信息信道systeintmatiwn.chanel 包含帧结构配置等系统信息的物理信道
2.13 ontrolehanne 控制信道 包含用户上下行传输调度信息的物理信道
2.14 下行探测信道downlnksoundingchannel 用于发送下行探测信号,完成下行信道测量的物理信道
2.15 上行探测信道uplimksundingchammel 用于发送上行探测信号,完成上行信道测量的物理信道 上行调度请求信道uplink schedulingrequestchannel 用于发送上行调度请求信号的物理信道
2.17 上行随机接入信道uplinkrandomaccesschannel 用于发送上行随机接人信号的物理信道
2.18 下行传输信道 downlinktransmissionchannel 用于传输用户下行业务数据和控制信息的物理信道
2.19 上行传输信道uplinktransmissionchannel 用于传输用户上行业务数据和反馈信息的物理信道
2.20 下行保护间隔downlinkguardinteral 物理层帧结构中下行到上行转换的保护间隔
2.21 上行保护间隔uplink狠ardimteal 物理层帧结构中上行到下行转换的保护间隔
GB/I31024.2一2014 缩略语 下列缩略语适用于本文件
ACK;确认Acknowledgement tomaticRepeatReguest) ARQ:自动重传请求(Aut BCC;二进制卷积码(BinaryConvolutionalCode) BCF:广播控制帧(BroadcastingControlFrame BFM;波束赋形矩阵(BeamformingMatrix) BOBUID:广播车载单元标识(BroadcastingOBUID BPSK;二进制相移键控(BinaryPhaseShiftKeying Bs;缓存大小(BuferSizey CCH:控制信道(ControlChannel CP;循环前缀(CyclicPrefix cQI;信道质量信息(ChannelQualityInformation) CRC;循环冗余校验(CyclicRedundancyCheck CSl:信道状态信息ChannelStateInformation DL-SCH:下行探测信道(DownlinkSoundingChannel DL-TCH;下行传输信道(DownlinkTransmissionChannel) DSA;动态业务建立(DynamicServiceAddition) DSC:动态业务改变(DynamicServiceChange DsD;动态业务删除(DynamicserviceeDelete) EQM;同等调制(EqualModulation) FCs;帧校验序列(FrameCheckSequence) FFT;快速傅里叶变换(FastFourierTransform) FID;流标识(FlowID) FSN;分片号(FragmentSequenceNumber) G-MPDU;组MAC协议数据单元(GroupMPDU) GroupACK组确认(GroupAcknowledgemenmt) IFFT;逆快速傅里叶变换(InverseFastFourierTransform) IP:因特网协议(InternetProtocal LDPC;低密度奇偶校验(L LowDensityParityCheck -Preamble;长前导序列(L.ongPreamble) Bit L.SB;最低有效位(L LeastSignificant MAC,媒体访问控制(MediumAcessConrol Coding" Scheme MCS;调制编码方案Modulationand MIMO;多输人多输出(MultipleInput Mltipleoutput MMPDU:MAC管理协议数据单元(MACManagementProtocolDataUnit rotocolDataUnit) MPDU;MAC协议数据单元(MACPrc MSB;最高有效位(MostSignifieantBib) rviceDataUnit MSDU.MAC业务数据单元(MACSery OBC;终端基本能力(OBUBasieCapability OBU:车载单元(onBoardUnit
GB/I31024.2一2014 OBUID:车载单元标识(OBUIdentifier) OFDM:正交频分复用(OrthogonalFrequeney DivisionMultiplexing Entity OME;车载单元管理实体(OBUManagement PDU协议数据单元(ProtocolDataUnit PHY:物理层(PhysiealLayer) PN伪噪声(PseudoNoise) PS;功率节省(PowerSaving QAM:正交幅度调制QuadratureAmplitudeModulation QoS:业务服务质量(QualityofService QPSK:四相相移键控(QuadraturePhaseShiftKeying RA:随机接人(RandomAccess) REQ:请求(Reguest) RMS:根均方RootMeanSguare RSP;响应(Response RsU路侧单元(RoadsideUnit) sAP;服务接人点(ServiceAccessPoint) sCG;业务控制网关(ServiceControlGateway) sDU服务数据单元(ServiceDataUnit) sCH;系统信息信道(SystemlnformationChannel SINR:信干噪比(SignaltoInterferenceNoiseRatio SN:序号(SequenceNumber sNR;信噪比(signaltoNoiseRatio) S-Preamble;短前导序列(ShortPreanmble) ssN;起始序号(StartingSequenceNumber) sT TBC;空时分组编码(SpaceTimeBlockCode' TDD时分双工(TimeDivisionDuplexing TOBUID;临时车载单元标识(TemporaryOBUID) UGl:上行保护间隔(UplinkGuardlnterval UI-RACH:上行随机接人信道(UplinkRandomAecessChannel U儿.SCH:上行探测信道(UplinkSoundingChannel) UL-SRCH:上行调度请求信道(UplinkScheduleRequestChannel) Ul-TcH.上行传输信道cUplinkTransmissionChamnel) 系统参考模型 系统参考模型见图1,各层的主要功能如下 MAC层包括适配子层和MAC子层: a 适配子层:主要提供外部网络数据和本部分MAC业务数据单元(MSDU)之间的映射和 转换的功能; MAC子层除了担当媒体访问控制功能外,还包括对系统的管理和控制以及对PHY的 特定功能的支持
bPHY层:主要提供将MAC协议数据单元(MPDU)映射到相应的物理信道的PHY传输机制， 采用了正交频分复用(OFDM)和多人多出(MIMO)技术
GB/I31024.2一2014 配子层SAP 管 适配子层 MAG予层SA MAc层 理 MAC子层 控 PY层SAP 制 PHY层 m层 面 图1系统参考模型 有中心节点通信模式的媒体访问控制层 概述 MAC层用于管理和控制多个用户之间分配和共享物理层传输资源,功能组成见图2
在本部分 中,为了支持多媒体业务具有QoS保证并高效传输,本部分定义的MAC层具有如下特征 采用面向多用户调度的集中控制架构; -MAC层提供面向连接的服务,支持不同优先级业务的QoS
网络层 管理控制平面 数据平面 适配子层 移动性管理 系统配置管理 无线资源管理 入网管理 节电管理 M ARQ A 分片/重组 PHIY控制 MPpU生成 传输模式控制 链路自适应 MPDU聚合 MAC层 PY 图2MAc层功能组成 5.2适配子层 MAC层分为适配子层和MAC子层
其中适配子层使用MAc子层提供的服务
适配子层完成 功能如下 -接收来自上层的业务数据单元(sDU); -对接收的上层SDU进行分类; 将本层生成的适配子层的PDU送给MAC子层; 接收对等实体中适配子层的SDU
GB/I31024.2一2014 5.3媒体访问控制子层 MAC子层基本功能分为管理控制平面和数据平面
管理控制平面包括如下功能 -系统配置管理系统配置消息,并和终端交互系统配置信息 -无线资源管理:主要完成业务调度功能,基于业务参数和信道条件完成资源分配,具备负载均 衡、接人控制等功能; 人网管理,负责初始化和接人流程,产生接人流程所需的消息,包括接人码选择、能力协商等" -节电管理:管理无业务的OBU进人休眠状态,以及从休眠状态回到激活状态 PHY层控制:主要包括以下子功能 传输模式选择 MIMO工作模式选择; 1 2STBC模式选择; b 链路自适应 cQI测量和反馈 1 2)MCS选择和反馈; 3)功率的控制和管理
数据平面包括如下功能 自动重传请求(ARQ);对MAC层的MPDU或者分片/聚合MPDU的确认和重传操作; 分片/重组:根据调度结果发送端将上层业务数据单元进行分片处理后发送给下一个处理模 块,在接收端将多个分片重组恢复; -MPDU生成:将上层业务单元封装成基本的MAC帧,然后发送给下一个处理模块 -MPDU聚合;根据调度结果发送端将上层业务数据单元进行聚合操作
5.4车载单元的状态 智能交通系统中OBU的状态转移见图3
OBU的状态转移图包括四个状态:初始状态、接人状 态,连接状态和空闲状态,见下: 初始状态;OBU上电后,搜索物理导频,获取系统同步; -接人状态:OBU需要通过获取同步,随机接人和能力协商接人流程,其中包括三个子状态 等待随机接人请求资源分配状态;OBU发送完随机接人码后,转人等待随机接人请求资 源分配状态,等待RsU侧分配cCH用于发送后续的随机接人请求; 等待随机接人响应状态;OBU利用RSU分配的资源发送完随机接人请求,并转人等待 随机接人响应状态; 等待能力协商响应状态;OBU收到随机接人响应信息和分配的CCH后，OBU发送能力 协商请求倾,并转人等待能力协商响应状态; 连接状态:业务运行状态,为用户分配预留资源,用于资源申请,在下行业务中稍带上行ACK 资源;响应流修改、删除请求;接收到休眠请求后转人休眠状态;接收到退网帧后进行用户退网 处理,返回初始状态 -空闲状态;当OBU无任何接人连接时,进人空闲状态
状态转移条件见表1
GB/I31024.2一2014 表1状态转移条件 序号 转移名称 转移前状态 转移后状态 转移条件描述 等待随机接人请求资 发送随机接人码初始状态 oBU发送随机接人码 源分配 发送随机接人等待随机接人请求资 lOBU接收到随机接人请求资源分配的CCH 等待随机接人响应 源分配 请求 发送随机接人请求 随机接人成功 等待随机接人响应 等待能力协商响应 lOBU接收到RSU发送的随机接人响应顿 RsU响应OBU的流建立请求,为用户建立业 业务流建立完成等待能力协商响应 连接状态 务流,为用户分配预留的资源 退网 连接状态 初始状态 |RSU接收到退网请求,响应该用户,删除用户 当OBU 所有的业务连接制除后,转为空闲 业务流删除 连接状态 空闲状态 状态 空闲状态的oBU如果建立了业务流,转人连 空闲状态 业务流建立 连接状态 接状态 |流修改、删除 连接状态 连接状态 IOBU请求的业务流管理操作 等待随机接人请求 超时 初始状态 随机接人请求资源分配发送超时 分配 10 等待随机接人响应 初始状态 随机接人响应超时 超时二 等待能力协商响应 超时 三 初始状态 能力协商响应超时 超时四 连按 初始状态 流建立请求超时 12 oBU状态转移见图3
初始状态 1.发送随机接入码 9,超时 请浆提希 8,流修改、删除 10,超时二 2.发送随机按入请求 5.退网 2.超时四 6业务迹别除 等待随机 接入响应 空闲状态 3.随机接入成功 连接状态 11,超时三 等待能力 协商响应 7.业务流建立 4，业务流建立完成 接入状态 图3oBU状态转移
GB/I31024.2一2014 有中心节点通信模式的媒体访问控制帧格式 通用媒体访问控制帧格式 6.1.1通用媒体访问控制帧格式概述 MAC协议数据单元(MPDU)的帧格式见图4
每一个MPDU都可被分为三部分
第一部分为定 长的通用MAC,第二部分为MPU所携带的净荷,第三部分为校验(rcs)信息
MAC赖中的所有字段包含的比特按照从低到高进行编号,按照从低到高的顺序发送到物理层 -个字节内的比特按照由左(L.SB)到右(MSB)的顺序传送到物理层
同一字段内包含的比特按照从低 到高的编号顺序对应十进制数，例如b9~b11=000,对应0;b9~b11=001,对应4
MAC头6字节 咪节4o6字字 分片 械控制分片号序号预留 长度 帆体 CS 指宗 比特16 2 12 图4通用媒体访问控制帧格式 6.1.2顿控制字段 6.1.2.1顿控制字段概述 桃控制域包含下列字段;协议版本.桃类型、子类型,流标识(FlD),重传指示相预留,格式见图3
所有MAc帧都包含帧控制字段
帆控制(字节 重传 协议版本帆类型 子类型流标识 预留 指示 比特 图5帧控制域 6.1.2.2协议版本字段 协议版本字段长度为2比特,且在本部分的所有修订版中长度和位置始终不变
本部分协议版本 值为0,所有的其他值保留
6.1.2.3帧类型和子类型字段 帧类型字段长度为1比特,子类型字段长度为5比特,这两个字段共同标识帧的功能
帧类型共有 两种类型管理控制和数据
每种帧类型又分为几种子类型
表2定义了类型和子类型的各种有效 组合
GB/I31024.2一2014 表2有效的类型和子类型的组合 子类型值 类型b2 类型描述 子类型描述 b7b6b5b4b3 广播控制顿(BCP 00000 0000l 随机接人请求(RA-REQ 0001o 随机接人响应(RA-RSP) 00011 终端基本能力协商请求顿(OC-REQ) 00100 终端基本能力协商响应(O)BC-RSP) 00101 动态业务建立请求倾(DSA-REQ 00110 动态业务建立响应(DSA-RSP 001l1 动态业务修改请求赖(DSCREQ 动态业务修改响应帧(DsC-RSP) 01000 01001 动态业务删除请求(DsDREQ 01010 动态业务删除响应(DSDRSP 01011 独立资源请求顿(RES-REQ 01100 保留 01101 信道质量反馈赖(CQ1-FB 保留 01110 管理 保留 01ll1 控制 10000 确认赖(ACK 10001 组确认请求(GroupACKReg 10010 组确认(GroupAck 10011 退出网络(Quit) 10100 保留 l休眠请求赖(sLPREQ 0101 l休眠响应顿(SLPRsP) 10110 1011 下行业务指示赖(DTF-IND)y 11000 保留 11001 测量请求(CM-REQ 11010 测量响应顿(CM-RSP l101 |测量报告CM-REP 切换请求顿(Ho-REQ 11100 切换命令赖(HocMD) 11101 11110~l111m 保留 00000 数据(DATA 数据 00001 数据填充倾(PAD-DATA 00010~1111m 保留
GB/I31024.2一2014 6.1.2.4流标识字段 流标识字段的长度为4比特
0000用于管理控制流,0001~l1l1用于数据流
6.1.2.5重传指示字段 重传指示字段长度为1比特
若当前倾为前面帧的重传帧,该字段设置为1;否则,设置为0
6.1.2.6预留字段 预留字段为3比特,默认设置为0
6.1.3分片号字段 分片号字段长度为4比特,用于指示MSDU/MMPDU的每个分片的编号,取值范围为0~15
当 MSDU/MMPDU仅有一个分片时,分片号为0;当MSDU/MMPDU有多个分片时,其第一个分片号为 0
同一MSDU/MMPDU的不同分片的分片号以1递增
6.1.4序号字段 序号字段长度为12比特,取值范围为0一4095,用以指示MIsDU/MMPDU的序列编号
FID流内所有发送的MSDU/MMIPDU均被分配一个序号
第一个MSDU/NMMIPDU序号为0,同一 FID内不同MSDU/MMPDU的序号以1递增
6.1.5预留 预留字段为3比特,默认设置为0.
6.1.6分片指示字段 分片指示字段长度为1比特
在所有的数据帧或有序列号管理控制帧中,若后面还有当前 MSDU/MMIPDU的分片,该字段被设置为l;否则,该字段被设置为0. 6.1.7长度字段 长度字段为12比特,表示MAC头字段与FCS字段之间所有字段的总字节长度
6.1.8帧体字段 体字段的长度是可变的,最小帧体长度为0个字节,最大帧体长度是4095字节
6.1.9帧检验序列字段 FCs字段是一个32比特长的字段,包含一个32比特CRC
FCS由MAC帧头和帧体的全部字段 计算得到
FCS采用下述32次方标准多项式计算得到: “十工 G(.r)=.r2十.r" x十.r十.ri6十rl2十rl十r十r"十r了十r十r'十r了十r十l 寄存器初始状态为0xFFFFFFFF,运算结束后将寄存器状态取反作为FCs字段输出
FCs字段 按照从高阶到低阶的字节顺序进行发送
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GB/I31024.2一2014 6.2数据帧 6.2.1 数据帧概述 数据帧的帧格式见图6 MAc头(6字节) 0字节-1095字节 I4字节 四分片 预 长 赖控分片 请求定 序号 倾体 FCS 号 留 度 指示 制 指综 12 12 比特16 图6数据赖格式 6.2.2预留字段 该字段长度为1比特,默认设置为0. 6.2.3随路请求指示字段 随路请求指示字段长度为1比特
该字段为l,表示在帧体部分的最前面会增加一个随路资源请 求字段;该字段为0,表示无随路资源请求字段
6.2.4立即/延迟确认字段 立即/延迟确认字段长度为1比特
该字段为1,表示发送端通知接收端,收到该帧后需要对所有 未确认的数据帧立即确认;该字段为0,表示发送端允许接收端收到该帧后延迟确认
6.2.5数据填充帧 类型为1,并且子类型为00001时,表示为数据填充帧,此时帧体部分为无效数据,只起占位作用
6.3 管理控制帧 管理控制顿概述 6.3.1 管理控制帧包括无序列号管理控制帧和有序列号管理控制帧
无序列号管理控制帧包括;随机接 人请求帧、随机接人响应帧、终端基本能力协商请求帧、终端基本能力协商响应帧、动态业务建立请求 帧,动态业务建立响应帧、动态业务修改请求帧,动态业务修改响应帧,动态业务删除请求帧、动态业务 删除响应帧,独立资源请求帧,ACK赖,GroupACKReq帧,GroupACK帧,退出网络帧、休眠请求帧、休 眠响应帧、下行业务指示帧,CM-REQ,CM-RSP,CM-REP,HO-REQ帧和HO-CMD帧
有序列号管理控制包括;BCF、CM-RREP
6.3.2无序列号管理控制帧通用帧格式 无序列号管理控制帧通用帧格式见图7
2字节 4字节 就控制 顿体 FCS 图7无序列号管理控制帧通用帧格式 1
GB/I31024.2一2014 6.3.3有序列号管理控制帧通用帧格式 有序列号管理控制帧通用帧格式见图8. 0字节-4095字节|4字节 MAC头(6字节) 分片 CS 顿控制分片号序号预懈 长度 恢体 指示 比特16 12 12 图8有序列号管理控制帧通用帧格式 6.3.4管理控制帧定义 6.3.4.1广播控制帧 BCF帧用于RSU广播能力
帧体包含固定和可扩展部分
固定部分的信息见表3
可扩展部分可以是TLV结构
表3BCF赖体固定部分 描 述 长度/比特 信 息 48 RSU-MAC地址 RsU的唯一标识 工作信道号 RSU占用的信道编号 I0;表示可变赖长 1;表示lms长; 赖长 l2;表示2ms赖长; |3;表示5ms帆长 用于指示RsU端最多的天线配置: l0;表示1根天线; RSU端天线配置 !;表示2根天线; 2~7;保留 预留 默认设置为0 l0:支持MCS0MCS9; MCS指示 支持全部Mcs 网络别名长度 网络别名字段的有效长度,取值范围1一31,单位字节 网络别名 248 l以字母或数字开头的字符串,最大长度是31字节 64 时间戳 提供一个RSU内的公共时钟,用于OBU初始化的系统同步,单位4s 16 BCF间隔 指示BCF出现的时间周期,单位ms 随机接人退避的最小窗口 用于随机接人退避窗口的控制,最小窗口取值范围0~2"一 用于基于竟争的资源请求的退避窗口的控制,最小窗口取值范围0" 调度请求退避的最小窗口 随机接人退避的最大窗口 用于随机接人退避窗口的控制,最大窗口取值范围0一2" 用于基于竟争的资源请求的退避窗口的控制,最大窗口取值范围0 调度请求退避的最大窗口 12
GB/I31024.2一2014 表3(续 长度/比特 描 信息 述 指示RsU当前的发射功率 RsU发射功率 该字段对应带符号的十进制数为n,刀- 127负数部分以补码 一128一 形式表示):RsU发射功率为川dBm 预留 默认设置为0 下行探测导频图样 指示下行探测导频图样索引见表c.1) 指示下行探测信道在DL-TCH信道中的位置
该字段对应十进制数 下行探测信道的位置 ,下行探测信道将D)L-TCH信道分为前后两部分， 今 为n,n=0255, 部分共有n个OFDM符号 解调导频时域间隔0 相邻解调导频时间域间隔的oFDM符号个数(短间隔配置》 |解调导频时域间隔1 相邻解调导频时间域间隔的OFDM符号个数(长间隔配置 下行与上行的转换时间 0;保护间隔为2个OFDM符号周期 DG 1;保护间隔为4个oFDM符号周期 23;保留 上行与下行的转换时间 lo;保护间隔为2个oFDM符号周期 UGl l:保护间隔为4个OFDM符号周期(处理延迟); 2一3,保留 随机接人格式1. 00: lo1:随机接人格式2; ULRACH信道格式 10;随机接人格式3; 1;保留 RSS-DLDRO)P 表示当前小区信号强度衰落门限值,用来触发测量请求 预留 默认设置为0 6.3.4.2随机接入请求帧 随机接人请求帧见图9,用于OBU向RsU发起随机接人请求
比特 32 功率调oBu发射 帆控制oBU-MAcRsU-MAc 预留 FCs 功率 整余量 图g随机接入请求倾 随机接人请求体内容见表4
13
GB/I31024.2一2014 表4随机接入请求赖体 称 长度/比特 描 述 OBU-MAC地址 OBU的MAC地址 48 RsU-MAc地址 请求接人的RsU的MAc地址 48 OBU发射功率调整余量 功率调整余量 该字段对应带符号的十进制数为"" nn=-128127(负数部分以补码 形式表示);发射功率余量为ndBm" OBU当前发射功率 OBU发射功率 |该字段对应带符号的十进制数为" nn=-128一127(负数部分以补码 形式表示):OBU发射功率为ndBm 预留 默认设置为0 32 6.3.4.3随机接入响应帧 随机接人响应帧见图10,用于RsU对接收到的随机接人请求做出响应 比特" 16 48 12 36 32 接 功 帖控制 预留loBU-MMAC ToBUuD预留 FCS 状态 调整 图10随机接入响应顿 随机接人响应体内容见表5
表5随机接入响应帧体 名 称 长度/比特 描 述 OU发射功率调整值 功率调整 128127(负数部分以补码 该字段对应带符号的十进制数为" n= 形式表示);发射功率调整为ndBhm l0:保留;1:放弃; 接人状态 2;成功;3,重新接人 默认值0 预留 OBU-MAc地址 o的MNC地址 48 TOBU-ID 用于识别车载单元的临时标识 12 预留 默认设置为0 36 6.3.4.4终端基本能力协商请求帧 终端基本能力协商请求用于oBU向RsU通报自己的基本能力
帧体包含的信息见表6
表6终端基本能力协商请求帧体 长度/比特 述 称 lo;表示1根天线; oBU天线数 !;表示2根天线: 27;保留 14
GB/I31024.2一2014 表6(续 长度/比特 描 述 称 预留 默认设置为0 0:仅支持时分调度; lOBU支持的调度机制 保留 预留 默认设置为o l0:流数为l; oBU最大发射流数 1流数为2; 2一7:保留 l0;表示流数为l; oBU最大接收流数 1;表示流数为 2 2~7保留 预留 默认设置为0 l0:不支持LDPC码长1 lOBULDPC能力指示 1支持LDP码长1 l0:不支持; lOBUTxSTBC能力指示 1;支持 l0:不支持; lOBURxSTBC能力指示 支持 预留 默认设置为0 上行信令/反馈信道格式2支持 l0:不支持; 指示 1;支持 预留 默认设置为o 68 6.3.4.5终端基本能力协商响应倾 终端基本能力协商响应用于RsU通知OBU工作参数
体包含的信息见表7
表7终端基本能力协商响应顿体 描 述 称 长度/比特 OBU1ID 12 用于识别车载单元 预留 默认设置为0 0;仅时分调度; 调度机制 1;保留 预留 默认设置为0 (OBU所支持的编码方式 lo;不支持LDPC码长l; LDPC指示 1支持LDPC码长1 15
GB/I31024.2一2014 表7(续 名 长度/比特 述 称 l0:不支持; TxSTBC 支持 lo;不支持; RxSTBC ;支持 l0;表示流数为1; oBU最大发射流数 1:表示流数为2; 27;保留 0:表示流数为l; oBU最大接收流数 1;表示流数为2 2~7:保留 预留 默认设置为0 上行信令/反馈信道格式2支持 lo;不支持格式2; 1;支持格式" 指示 预留 默认设置为0 默认设置为0 预留 72 6.3.4.6业务流管理 动态业务建立请求帧见图11,用于RsU和OBU之间建立业务流所做出的请求
32 48 35 32 比特:16 分片 业务保障目的MAC 业务 D最大馒冲能力 倾控市 FD FCS 方向 预留机粉MBDoS 类型 速 地址 指示 图11动态业务建立请求帧 动态业务建立响应帧见图12,是RSU对OBU发起的动态业务建立请求所做出的响应
2 比特16 32 35 32 FID最大缓冲 业务保障业务最 业务 分片确认 控制 FID 预留 预留 能力 FCs 类型 速率 大速率 机制指示 (axBuferSize 图12动态业务建立响应帧 动态业务修改请求见图13,用于RSU和OBU对业务流的QoS参数所做出的修改请求
32 48 35 32 比特16 分片确 业务 业务保障目的MAc FID最大缓冲能力 赖控制 FID FCS 预留认机 方向 类型 地址 速率 MaxBufferSize 指示 图13动态业务修改请求帧 动态业务修改响应帧见图14,是RSU对OBU发起的动态业务修改请求所做出的响应 16
GB/I31024.2一2014 32 35 32 16 32 比特 分片确 业务保障业务最大 FID最大缓冲能力 业务 桃控制 FID 预留 预留认机制 FCs 类型 速率 速率 MaxBuerSize 指示 图14动态业务修改响应帧 动态业务删除请求帧见图15,用于RSU和OBU删除业务流所做出的请求
比特16 1 32 倾控制 FID 预留 方向 FCS 图15动态业务删除请求帧 动态业务删除响应帧见图16,是RsU对OBU发起的动态业务流删除请求所做出的响应
比特16 32 控制 FID 预留 方向 FCS 图16动态业务删除响应帧 动态业务建立请求、响应,动态业务修改请求,响应的帧体字段定义见表8. 表8业务流管理的帧体字段 羊 长度/比特 描 心 述 FID 业务流标识 业务类型 具体的业务类型见表2; l0;表示下行; 方向 !;表示上行 预留 35/1/11 默认设置为0 l0:分片组合确认; 分片确认机制指示 分片确认 业务保障速率 32 单位bit/s,取值02" 32 业务最大速率 单位bit/s,取值0~2破 目的MAC地址 48 48位MAC地址 l0;最多缓冲8个MPDU: 1:;最多缓冲16个MPDU; 2:最多缓冲32个MPDU; FID最大缓冲能力 l3:最多缓冲64个MPDU MaxBuferSize 4;最多缓冲128个MPDU; 5;最多缓冲256个MPDU. 6~15;保留 17
GB/I31024.2一2014 6.3.4.7资源请求帧 资源请求包括两种方式 独立发送资源请求 a b)发送数据时携带随路资源请求
独立资源请求用于OBU的业务流向RSU请求带宽,见图17
比特 16 16 16 32 帆控制 oBUDFHID个数 预留 FID-1FD-2 FD-m cs 资源 FHD 预解 预留 索引 比特 图17独立资源请求帧 独立资源请求帧的帧体部分内容见表9
表9独立资源请求帧体 段 长度/比特 描 述 12 OBUID 唯一标识一个OBU FID个数 指示资源请求的业务流个数 预留 默认设置为0 16 FID 表示OBU为业务流FD进行资源请求 预留 默认设置为0 资源索引 表示请求的资源大小在资源表格中的索引 预留 默认设置为0 资源表格见表1o
表10资源表格 索引 资源大小值/字节 索引 资源大小值/字节 BS=o 99
GB/I31024.2一2014 6.3.4.10组确认请求帧 组确认请求帧字段定义见图21. 比特16 32 FID个 恢控制预留 FID-1FID2 [FID FCS 数 FID SSN 图21 组确认请求帧 帧体部分内容见表13 表13组确认请求帧体 羊 长度/比特 段 预留 默认设置为0 指示在该字段与FCS之间包含FI信息块的个数
每个FID信息块 FID个数 的格式相同 FID 要求接收端对该FID业务流进行GroupACK确认 SSN 12 通知接收端在GroupACK确认时,使用该值作为Bitmmap起始序号 6.3.4.11组确认帧 组确认字段定义见图22 比特16 12 32 管理控 FID-" FCs 控制 预留 FID- FID2 制帆确长鹰 认位 8/16/32/64/128/256 比特4 Bitmmap FID SSN 预留 分片指示Bitmap, 长度 图22组确认帧 组确认帧的帧体部分内容见表14
表14组确认体 述 字段 长度/比特 描 预留 默认设置为0 管理控制赖确认位 指示对接收到一个无序列号管理控制赖进行确认 心
GB/I31024.2一2014 表14(续 字段 长度/比特 描 述 12 长度 表示长度字段与FCS字段之间所有字段的总字节长度 FID 通知发送端该FID信息块是对某一FID业务流进行GroupACK确认 |当分片指示为0时,表示通知发送端该FHD信息块的imp的起始序号 SSN 12 当分片指示为1时.表示通知发送端该FID信息块Bitmap的序号 指示每个FD信息块的Btmap的长度
l0:8比特;1:16比特; lBitmap长度 2;32比特;3;64比特; 4:128比特;5:256比特; 15;保留 预留 默认设置为0 为1,指示是对分片数据帧的确认
此时,Bitmap中每个比特位是为 某赖的一个分片做出确认
分片指示 为0,指示是对未分片数据帧的确认
此时,Bitmap中每个比特位是 为某做出确认 Bitmap中的一个比特表示某个MPDU/分片是否成功接收,成功接收 8/16/32 BitmaD 64/128/256设为1,否则设为0,MPDU序号/分片号根据SSN与偏移量计算得出 6.3.4.12退出网络帧 退出网络帧见图23,用于OBU退出网络
比牲18 12 32 懒控制预留loeuD(s 图23退出网络顿 退出网络帧的帧体部分定义见表15
表15退出网络帧体 描 述 字段 长度/比特 预留 默认设置为0 12 OBUID 用于识别车载单元 6.3.4.13休眠请求帧 休眠请求帧用于OBU向RSU发送的由激活模式向休眠模式的切换请求,字段定义见图24
16 心 比特16 6 16 后续休眠休服开始起始休眠 峡控制 保留 侦听窗口 FCS 窗口变化 时间 窗口 图24休眠请求帧 23
GB/I31024.2一2014 休眠请求帧的帧体内容定义见表16
表16休眠请求帧体 长度/比特 字 段 述 保留 默认设置为0 表示OBU请求的相对于起始休眠窗口的变化 后续休眠窗口变化 lo;不变;1l;倍增;其他值保留 休眠开始时间 16 表示oBU请求的第一个休眠窗口的开始时刻,用赖号表示 16 表示OBU请求的第一个休眠窗口的大小,以ms为单位 起始休眠窗口 侦听窗口 16 表示O)BU请求的侦听窗口的大小,以ms为单位 6.3.4.14休眠响应帧 休眠响应帧用于RsU主动发送通知oBU休眠,或者用于休眠请求帧响应,帧体字段见图25
16 16 比特;16 16 32 是否允后续休眠休眠开始起始休眠 倾控制 保留 侦听窗口 FCS 许眼窗口变化 时间 窗口 图25休眠响应帧 休眠响应的体内容见表17
表17休眠响应帧体 字段 描 述 长度/比特 保留 默认设置为o l0;表示不允许OBU休眠; 是否允许睡眠 !;表示允许OBU休眼 表示RsU允许的相对于起始休眠窗口的变化 lo;不变; 后续休眠窗口变化 倍增; 其他值保留 休眠开始时间 16 RsU允许的第一个休眠窗口的开始时刻,用赖号表示 表示 起始休眠窗口 表示RSU允许的第一个休眠窗口的大小,以BCF间隔为单位 16 侦听窗口 16 表示RsU允许的侦听窗口的大小,以BCF间隔为单位 下行业务指示帧 6.3.4.15 下行业务指示帧用于RsU通知处于休眠状态的oBU的下行业务情况,其咖体字段见图26
24
GB/I31024.2一2014 12 32 比特;16 FCS 懒控制 预留T指示 图26下行业务指示赖 下行业务指示帧的帧体内容见表18
表18下行业务指示帧体 字段 长度/比特 描 述 12 预留 默认设置为0 表示RsU侧是否有本OBU的下行数据" l0;表示无本OBU的数据; rI指示 1;表示有本oBU的数据; 其他值保留 6.3.4.16测量请求帧 OBU根据测量的当前小区的RSSI,一旦RSsI低于闵值,可以主动向当前RsU发送CMREQ消 息，请求测量时间和邻近小区列表信息
CM-REQ携带的参数见表19
表19测量请求帧消息参数 字 长度/比特 段 描 述 测量时间分配 表示请求的测量时间,以帧为单位 表示当前服务RsU的平均RssI强度 平均信号质量 预留 64 默认设置为0 6.3.4.17测量响应帧 CM-RSP可以用来响应CM-REQ消息,也可以由网络侧主动发送,对OBU进行测量的控制
CM-RSP携带的参数见表20.
表20测量响应帧消息参数 字段 长度/比特 述 表示分配的测量时间,以为单位
测量时间分配 如果置为0,表示拒绝测量 测量开始时间 表示从接到测量响应消息后开始,OBU启动测量的时间,以为单位 表示测量结果的上报模式 lo;事件触发性上报; 测量结果上报模式 :;周期性上报" 23;保留 25
合作式智能运输系统专用短程通信规范解读
合作式智能运输系统（Cooperative Intelligent Transport System，C-ITS）是指在车辆与基础设施之间互相协同，共享信息和资源以提高交通流安全和效率的一种先进的交通管理系统。而短程通信则是C-ITS中至关重要的一环。
为了保证C-ITS中的短程通信的可靠性和效率，GB/T31024.2-2014制定了短程通信的媒体访问控制层和物理层规范。其中媒体访问控制层规定了数据的传送方式、时序和优先级等，而物理层规范则规定了数据的调制方式、频率等技术细节。
媒体访问控制层规范中，主要包括了分布式协调功能（Distributed Coordination Function，DCF）、增强型分布式通信功能（Enhanced Distributed Channel Access，EDCA）和媒体独立协议（Media Independent Protocol，MIP）。其中，DCF是无线局域网中的一种竞争方式，用于解决数据的传输冲突问题。而EDCA则是一种基于DCF的改进版，通过对数据流进行分类，提供不同的服务质量保证。MIP则是用于处理不同类型的网络之间的交互，从而实现不同类型的网络之间的互操作性。
物理层规范中，则定义了两种不同的通信方式：直接通信和间接通信。直接通信是指车辆或基础设施之间的点对点通信，而间接通信是指通过中转设备进行的通信。同时，规范还要求通信频率应该在5.85GHz至5.925GHz之间，调制方式则采用基于正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）的技术。
总的来说，GB/T31024.2-2014规范的制定旨在确保C-ITS中的短程通信能够高效、可靠地运行。通过遵循该规范，可以提高车辆之间、车辆与基础设施之间的互操作性，降低交通事故发生率，优化道路使用效率。
