Lecture 7 WAVE Protocols

Presentation on theme: "Lecture 7 WAVE Protocols"— Presentation transcript:

1 Lecture 7 WAVE Protocols
車輛定位與電子地圖整合服務 Vehicle Positioning, Digital Maps and Integrated Services Lecture 7 WAVE Protocols

2 Outline WAVE Introduction WAVE1609.1 WAVE1609.2 WAVE1609.3 WAVE1609.4
各國發展現況

3 Introduction DSRC泛指所有短距離的無線通訊技術，包含不同的技術和不同的規格，而用於交通上的5.9GHz DSRC在MAC與PHY的底層為IEEE802.11p. 802.11p是IEEE在2003年以802.11a為基礎所制定，又稱為WAVE(Wireless Access in the Vehicular Environment)，將會被用在DSRC系統中。 優點為：可用於高速移動、美國運輸部以該標準建置基礎建設。

4 Introduction ITS概觀，DSRC的重點在於紅色區塊。
前者「影像處理技術」是屬於獨立主動式安全系統，主要是應用在單一車輛中，然而後者「無線通訊技術」是歸類於合作主動式安全系統，其系統可透過與視線外之車輛即時交換速度位置等訊息，來達到早期防撞警示，將會大幅地增進駕駛人之可反應時間、並同時提升危險預警的功效。雖然兩者所採取手法各異，但是其共同的目標卻是一致的，皆朝向「零碰撞自動駕駛」的終極目標來邁進。

5 Introduction 車內通訊: Bluetooth (BT), Ultra-wideband (UWB)
車外通訊: 2G, 2.5G, 3G, 3.5G (cellular systems), GPS, WiMAX 車路通訊: Microwave, Infrared, Dedicated Short Range Communications (DSRC), Wi-Fi 車間通訊: Microwave, Infrared, DSRC 一般車載無線通訊的模式可以概分為下列四大類型，其分別為：車內通訊、車外通訊、車路通訊及車間通訊，如此的分類是依據通訊距離長短而定。

6 Introduction 車路通訊與車間通訊其實是同一技術的兩種不同應用模式，通訊距離大約介於數百公尺至一公里左右的範圍，再依據不同的實體介質可細分為： 微波(microwave) 紅外線(infrared) 無線電(radio frequency, e.g. DSRC) 主要差異在於介質穿透能力及資料傳輸速率高低，而相對移動速度對於通訊效能的影響也會因介質而異。

7 Introduction 車路通訊(V2R, OBU-to-RSU／RSU-to-OBU)應用模式下至少有一方是維持不動的，例如自動電子收費、自動取得前方交通路況、停車場資訊、定點影音資訊上傳及下載等。 在車間通訊(V2V, OBU-to-OBU)應用模式時就是屬於多動點之間的雙向傳輸，主要被應用於車輛安全防撞訊息的交換，其安全與即時性的需求均高。

8 DSRC DSRC為ITS通訊的基礎技術之一，主要協助道路、車輛、交通間的連結。一般而言，通訊的車輛可以是移動中或靜止的，而路測系統則在正常的狀況是被固定在道路的裝置上，目前對於道路與車輛間的通訊共包含三種形式：點、連續、廣域，其中點型式被評為國際標準的發展趨勢，一般稱為DSRC即指點型式的通訊區域。當安裝車上設施OBU的車輛行駛至通訊區域時，即可與路測裝置RSU進行溝通，取得相關資訊。

9 各式無線通訊接取技術 紅外線 10～50 m (line-of-sight) 數十至數百kbps 雙向交換 自動電子收費 高 中 Wi-Fi
評估項目 通訊模式 覆蓋範圍 傳輸速率 工作模式 主要應用 安全需求 移動能力 即時特性 紅外線 10～50 m (line-of-sight) 數十至數百kbps 雙向交換 自動電子收費 高 中 Wi-Fi WLAN: 10～100 m ideal: a: 54Mbps 11b: 11 Mbps 11g: 54 Mbps 單向廣播 定點式 短距資料傳輸 低 DSRC 300～1000 m mobile: 3～27 Mbps 動態／定點式

10 DSRC/WAVE頻譜分佈圖 每個通道分配10MHz，使用頻段分別從5.855~5.925GHz，其中在5.890GHz(紅色區段)為控制與緊急性安全專用的頻道，然而在車對車安全性相關的應用頻道被分配在5.860GHz(藍色區段)頻段。

11 DSRC/WAVE的標準架構 美國DSRC/WAVE的標準架構，分為兩大部份，一個是專門用在非IP協定的應用IEEE1609.3/WAVE Short Message Protocol，其適用範圍在於主動式安全的傳輸與一些交通資訊的傳遞，另一個則是IPv6的協定，主要是應用在一些車上娛樂，車群網路、商家資訊等，聚焦在與行車安全或道路交通資訊較無關的應用。

12 WAVE Protocol Stack Model
OSI Reference Model Application Application Presentation Session Security Services 1609.1 WME UDP/TCP WSMP Transport IPv6 1609.2 Network 1609.3 LLC Data Link 802.2 制定　IEEE1609 這一個標準的最主要的目的是提供一個可以將將車輛中的主要系統如引擎、傳動系統、煞車、懸吊系統等行車資訊與道路的基礎架構兩者之間互相溝通。IEEE 1609 使用 5.9 GHz 的波段，並使用　IEEE 系列的無線區域網路通訊標準 p 作為底層的通訊技術，同時採用 IPv6 作為上層的通訊協定。 IETF (Internet Engineering Task Force) 互聯網工程工作小組，負責互聯網標準的制定，整個 WAVE 的架構如圖所示： LLC (Logical Link Control ，邏輯鏈結控制) -- IEEE 802.2中定義了邏輯鏈路控制協議，用戶的數據鏈路服務通過LLC子層為網路層提供統一的介面。 MAC (Medium Access Control，媒體存取控制) -- 它提供定址及媒體存取的控制方式，使得不同設備或網路上的節點可以在多點的網路上通訊，而不會互相衝突。 PHY (Physical Layer，實體層) -- 定義網路傳輸所需要的傳輸媒介，提供電子的、功能的和規範的特性。 WME (WAVE Management Entity，WAVE 管理實體) MLME (MAC Layer Management Entity，媒體存取控制的管理實體) PLME (Physical Layer Management Entity，實體層的管理實體) WSMP (WAVE Short Message Protocol，WAVE 短訊息通訊協定) MAC sublayer management entity (MLME) physical sublayer management entity (MLME) MLME WAVE MAC 802.11 Multi-channel operation 1609.4 802.11p PLME WAVE Physical Physical 1609.3 Management plane Data plane

13 Noun interpret(1) Wireless access in vehicular environment (WAVE): IEEE 所制定用於對車輛與車輛，車輛與路邊裝置的無線通信。 Onboard unit (OBU):一個可移動的WAVE裝置，可和路邊RSU和其他的OBU裝置進行通訊。 Roadside unit (RSU):一個固定式的WAVE裝置，可和OBUs裝置交換訊息。

14 Noun interpret(2) Provider Service Table (PST):紀錄傳輸的WAVE device和支援channel的資訊。 Provider Service Context (PSC):一個欄位的組合，包含PSID與一些增補資訊如版本。 Provider service identifier (PSID)：應用程式提供唯一的編號用來識別該服務。

15 Noun interpret(3) WAVE management entity (WME):對WAVE networking服務所提供的管理服務 WAVE short message (WSM):一種可以不需要透過IP而可以由WAVE device間直接交換訊息資料的資料結構。 WAVE short message protocol (WSMP): WAVE shot message所使用的通訊協定。

16 Noun interpret(4) WAVE basic service set (WBSS)：為一個集合，內含兩個或多個WAVE裝置互相參與在同一個SCH上的通訊。一個WBSS被創建是由一個WAVE裝置使用一個WAVE發佈活動訊框在CCH上。 WAVE routing advertisement (WRA):RSU的網路配置資訊廣播

17 Noun interpret(5) WAVE service advertisement (WSA)：WAVE服務公告由WME配置資料與收集，提供識別WAVE應用程式與用來連結的網路參數。 WAVE service information element (WSIE)：一個WAVE發佈活動訊框中的欄位，被使用來通知WAVE服務開始被提供。

18 System components and connectivity
Two types of systems identified in the WAVE standards. The first type is a roadside unit (RSU). The second type is an onboard unit (OBU). 有兩種類型的系統在WAVE的規範中，其中一種是路測單元(RSU)，一個路測單元在運作時是固定的，且通常為永久性的安裝，第二種是車上單元(OBU)，可在移動中操作，通常裝置在車輛上。

19 IEEE 1609.1 IEEE 1609.1 : resource manager
IEEE 為 WAVE 的資源管理。這個標準制定一個用於 DSRC 應用與 WAVE 環境中的無線存取方式，允許遠端應用程式與車上裝置 (OBU) 或路邊裝置 (RSU) 之間的通訊，WAVE的資源管理扮演一個應用層的角色，其通訊的目的是引導資訊交換。

20 IEEE IEEE : secure message formats to process secure messages of the DSRC/WAVE 主要目的在發展與定義安全訊息格式、處理 DSRC 與 WAVE 系統內部中的安全訊息它同時也討論： WAVE管理訊息與應用程式訊息的加密方法 車輛引起的安全訊息例外處理 支援核心安全功能的必要管理功能

21 Scope & purpose Define secure message formats, the processing of the secure messages within the DSRC/WAVE system Method for securing WAVE management messages and application messages excepting vehicle-originating safety messages Services used to protect messages from attacks

22 WAVE systems overview Entities in the system Providers Users
RoadSide Units (RSUs) WAVE devices operate only when stationary Support information exchange with OBUs Usually be providers On-Board Units (OBUs) WAVE devices operate in motion Support information exchange with RSUs and other OBUs Usually be users (may be providers) Public Safety On-Board Units (PSOBUs) Certificate Authorities (CAs) Support security services Authorize other entities via the issuance and revocation of certificates

23 WAVE systems overview

24 WAVE systems overview -Messages for WAVE radio stack
WAVE Short Message (WSM) for broadcast applications over WSMP (network layer) UDP/IP stack for transactional applications (network layer) WAVE Service Announcement (WSA) for providers notifies users which the services are and what service channel(s) they are provided on (MAC layer) All generated by the WAVE Management Entity (WME)

25 WAVE systems overview – Security services
Applications over UDP use the secured message formats to protect application data (Encrypted Message) Application over WSMP use the secured message formats or the secured WSM types to protect application data (Signed Message) WME uses the secured WSIE type to preventing fake services (Signed Message)

26

27 Secured message format

28 Secured message format

29 Secured message format

30 Secured message format

31 Secured message format

32 Secured message format

33 Secured message format

34 Secured message examples

35 Secured message examples

36

37

38

39

40 Communication security overview
Attacks Intercept a message Alter the message Replay a message Prevention Confidentiality – encrypting the message Authenticity – confirmation of origin of the message Integrity – confirmation that the message has not been altered

41 Cryptographic services
Symmetric algorithm (secret-key) Two entities share a secret-key and uses this key to encrypt/decrypt the message and provide authenticity and integrity Only the party shares the key knows who generates the message AES-CCM (authenticate-then-encrypt) adopted by this standard Asymmetric algorithm (public-key) Two keys: public key and private key In WAVE context, broadcast messages are signed and are not be encrypted Transactional messages are protected with asymmetric or symmetric algorithms

42 Cryptographic services
Hash functions SHA-1 are adopted by this standard Use to generate identifiers to certificates and fragmented messaged For efficiently operate the cryptographic algorithm Asymmetric algorithms are used to setup a secure-session Symmetric algorithms are then used to protect data

43 The construction and use of signed messages

44 Flow Chart

45 Summary of IEEE

46 Anonymity Mechanism for providing anonymous authenticated broadcast messaged are not given in this standard at this time The current standard is focus on protecting message payloads and does not provide the protection for message headers

47 IEEE 1609.3 IEEE 1609.3 : network services
提供 WAVE 網路服務給 WAVE 裝置與系統，它定義操作在網路層與傳輸層的 WAVE 網路服務，粗略的重新展現 OSI 網路模型的第三、四層。 IEEE 的網路服務提供兩大類的傳輸服務：IPv6 傳輸服務、WAVE short message (WSM)短訊服務

48 WAVE network services (1/3)
IEEE 的制定目的在於提供WAVE系統的定址及路由的服務。 IEEE 規範了在 5.9GHz 的 DSRC/WAVE 模式下，無線連接車用裝置和車用裝置與固定的路邊裝置的網路層及傳輸層的服務及操作。

49 WAVE network services (2/3)
Data Plane(資料面) 定義使用現有的 UDP (TCP選用)、IPv6 與邏輯鏈結控制，車用無線存取環境的短訊息 WAVE Short Message (WSM) 與其通訊協定Protocol (WSMP) 。 控制發射功率、資料傳輸速率及廣播頻道。 WAVE的執行應至少支持一種IPv6或WSMP的傳輸

50 WAVE network services (3/3)
Management Plane(管理面) 應用程式的登錄。 管理車用無線存取環境基礎服務(WAVE basic service set ,WBSS)。 頻道使用狀態監控。 IPv6 的配置。 接收頻道能量監控。

51 Communication protocols (1/2)
Channel types CCH (single control channel) 保留給short、high-priority application 及 system control message使用。 SCH (multiple service channel) 支援一般目的的應用資料傳輸。 關於通訊協定方面，我們可以從頻道型式、 WAVE所支援兩種通訊協定-- WSMP車用無線存取環境短訊息協定及標準網際網路協定 IPv6來說明。 頻道型式 - CCH 符號控制頻道：保留給short、high-priority application 及 system control message使用。 - SCH 多重服務頻道：支援一般目的的應用資料傳輸。

52 Communication protocols (2/2)
WAVE Short Message Protocol (WSMP) 被設計來提升在WAVE的傳輸效率，車用無線存取環境短訊息可以使用任意頻道傳送 (CCH or SCH) 。它允許應用程式直接控制實體層PHY例如：頻道號碼、傳輸功率(能量)等利用在傳遞訊息。 WAVE Short Messages (WSMs)，提供服務識別碼PSID 能送達目的端正確的應用程式，被設計用來使用最小頻道容量。 IPv6 僅能使用在SCH 多重服務頻道，它允許存取一般的應用程式與網路。 WAVE能支援兩種通訊協定 　- WSMP車用無線存取環境短訊息協定：車用無線存取環境短訊息協定 WSMP為獨特的WSMP，被設計來提升在WAVE的傳輸效率，車用無線存取環境短訊息可以使用任意頻道傳送 (CCH or SCH) 。它允許應用程式直接控制實體層PHY例如：頻道號碼、傳輸功率(能量)等利用在傳遞訊息。 　　WSMs車用無線存取環境短訊息提供一個寄送中的應用程式也能準備目的裝置的MAC address，包含可能的broadcast address。WSMs 基於提供服務識別碼 PSID 能送達目的端正確的應用程式。 WSMs 被設計用來使用最小頻道容量。 　- 標準網際網路協定 IPv6：僅能使用在SCH 多重服務頻道，它允許存取一般的應用程式與網路。

53 IEEE1069.3 Protocol Stack Model
WME UDP/TCP WSMP LLC WAVE MAC WAVE Physical Management plane Data plane IPv6 MLME PLME Multi-channel operation Application Focus of enhancements Specified by this standard non-IP based IEEE 標準規範的範圍如圖所示，WAVE system 支援 IP 與 non-IP based 的應用，non-IP based的應用程式使用WSMP來傳輸。IEEE 針對 WAVE 通訊協定堆疊模型中的 WME MIB 部分，與LLC、UDP/TCP、WSMP 等進行規範。

54 Datagram different in TCP/IP and WSM( Wave Short Message )
LLC表頭，IEEE 802將OSI的資料鏈結層切割為MAC及LLC子層，IEEE 802.3定義了實體層及MAC子層；至於LLC子層則由IEEE 802.2所定義。LLC表頭在此包含網路層通訊協定所需的資訊，它包含三個位元組，分別是 DSAP(Destination Service Access Point)、SSAP(Source Service Access Point)和控制(Control)欄。DSAP欄位用來說明資料欄用來處理的通訊協定，SSAP欄位則定義傳送資料封包將使用的上層通訊協定；一般而言目的與來源通訊協定都會一樣，因此 DSAP與SSAP大抵都會一樣。 SNAP(Sub-Network Access Protocol)訊框格式主要是用來擴充乙太網路能支援的上層通訊協定種類。因為LLC Header中的DSAP或SSAP都是只有八個位元長度，扣除兩個位元保留作為其他用途，因此實際只能定義64種通訊協定；SNAP 訊框則另外定義三個位元組Code及兩個位元組Type等兩個欄位，Code欄可以自行定義通訊協定，用於自己發展的設備上；Type欄與Ethernet II訊框定義的Type欄用的是相同的設定值。因為SNAP訊框LLC表頭中的DSAP 及SSAP固定為0XAA，Control欄固定為0X03。

55 Logical Link Control (LLC)
IPv6 type packets received from the lower layers with an Ethernet Type value of 0x86DD are delivered to the IPv6 protocol. WSM packets received from the lower layers with an Ethernet Type of 0x88DC are delivered to the WSM protocol. IPv6 packets for transmission shall have Ethernet Type set to 0x86DD. WSM packets for transmission shall have Ethernet Type set to 0x88DC 封包以IPv6傳輸Ethernet Type設置為0x86DD 封包以WSM傳輸Ethernet Type設置為0x88DC

56 Service request summary table & graph
alternating 如圖，有三種選擇在頻道訪問中，第一種選擇是持續的在CCH中，第二種選擇是分別在CCH interval及SCH interval中CCH及SCH頻道相互交替，第三種則是Networking Service接受更高層的request讓高優先權的頻道訪問，SCH可以在一些CCH interval可以即時的切換並延伸，CCH也可在SCH interval進行訪問。 immediate extended

57 Service access point Service access point (SAP)為在不同的protocol layer之間的介面。

58 WAVE Basic Service Set (WBSS)
WBSS為一個搭配的WAVE站台集合，這些站台由單獨的WBSS 提供者與無使用者，或是多個WBSS使用者所構成。 應用程式使用WSMP時，可以起始一個WBSS去產生一個可用的SCH供他們使用，但是這不是必要的動作，WSMs也可以在CCH上交換資料。

59 WAVE Communications Concepts
應用程式可以選擇要不要使用WBSS來傳遞訊息 不使用WBSS時，將被限制WSMs僅能使用CCH。 使用WBSS時，則可以選擇WSMs或IPv6在SCH通訊。 WBSS可分為持久性(persistent)與非持久性(non-persistent) 持久性的如Internet access。 非持久性的則可以限定服務期限。 Device WBSS roles WBSS不管是提供者或是使用者皆使用role來控制使用權限，限定哪些使用者能選擇哪些限定的服務要求。 Priorities 當兩個應用程式欲使用同一個通道通訊時，WME可以根據應用程式的優先順序，決定誰先使用通訊服務。 下層的優先權則由MAC層來定義與控制。

60 Operation without a WBSS
來源的應用程式組成WSM來傳達訊息，並且訂出欲廣播的MAC位址。 基於WSMP的配置，應用程式能依據power level與data rate來選擇合適的傳輸通道，接著丟出一個WSM的要求事件在WSMP中，給底層與接下來在CCH的傳輸。 收到的裝置將packet pass給上層的communication stack。 WSMP依據目的端應用程式登錄的PSID傳遞訊息給正確的應用程式，收到訊息的應用程式根據傳來的訊息中的對方位址，再利用CCH交換彼此的資料。

61 Operation with a WBSS (1/2)
Persistent WBSS 發佈在CCH間隔期間，用來提供一個不間斷的服務給任何進入通訊範圍內的設備。 Non-Persistent WBSS 僅發佈在起始階段，用來支援一個被請求的服務。

62 Operation with a WBSS (2/2)
WAVE Service Information Element (WSIE) 應用程式提供應用服務給予可能的使用者，其是經由WAVE發佈訊框中的WSIE來發佈。 WAVE Service Advertisement (WSA) 它建立一個WSIE與傳遞它的處理方式，起始於當一個應用程式要求起始一個WBSS與提供服務時。 WME收到WME-Application.request 命令之後，WME會建立一個MLME-WSA.request 命令，然後去開始WBSS的創建。

63 WAVE Service Information Element (WSIE)
WSIE WAVE服務資訊元素如圖示，由WME中取得Provider Service Info，Channel Info與WAVE Routing Advertisement WRA(選用)，組成WAVE Service Advertisement WSA，加上 IEEE 的Security Header與Trailer，成為一個Secured WSA的package，在MLME-WSA.request命令中傳送給MLME，再由MLME加上timing quality header，就形成WSIE，準備好可以加上MAC header 與 trailer 被傳送。 Reference by IEEE

64 Service usage examples(1/4)
此範例是在說明Higher layer的entity提出一個provider service request ，WME接收請求，並分配SCH，並觸發MLME開始產生WSAs。

65 Service usage examples(2/4)
下圖範例是在說明Higher layer的entity提出一個user service request，而SCH自動訪問相匹配的服務，WME不斷的在監測WSAs，detect匹配的服務並分配SCH。

66 Service usage examples(3/4)
下圖範例是在說明Higher layer的entity提出一個user service request 但是no SCH access，WME不斷的在監測WSAs，檢測到一個相匹配的服務，並通知Higher layer，Higher layer在MIB審查現有的服務訊息，決定是可以接受的，便更新service request可以auto-access，WME便配合auto-access和分配SCH access。

67 Service usage examples(4/4)
下圖範例是在說明Higher layer的entity要求 user service，但是沒有傳request給WME，它向MIB查詢有沒有可用的服務，第一次沒有找到可用的服務，接著它檢測到一個可用的服務，WME分配SCH access。

68 Wave Service Advertisement format
如圖為Provider Service Info、Service Info、Channel Info與WAVE Routing的框架細節。

69 WSM format Provider Service Identifier (PSID) ：辨識WSM更高層的目的地。
WAVE Element ID：此欄顯示WSM的類型，在下面表格有詳細Element ID的定義。 WSMLength ：此欄定義WSM data欄位的八位元長度。 WSMData ：WSMData包含更高一層的訊息被傳輸。

70 WAVE Element ID 此表格為WAVE Element ID的定義。

71 IEEE 1609.4 Discuss the WAVE multi-channel operations
提供頻帶的協調及MAC子層的管理功能。 協調控制頻道 (Control Channel, CCH)與服務頻道的操作 (Service Channels, SCH) ： 控制頻道用來廣播、高優先權的利用與訊號使用訊息(系統用) 。 服務頻道則用來提供線上的傳輸服務。

72 General description WAVE 裝置(OBU 或RSU) 應該能提供一個架構，用來支援一個控制頻道(CCH) 及多個服務頻道(SCH) CCH 用來傳輸WSM及發佈WAVE服務 SCHs 用來讓應用程式互動或傳輸訊息用 這些頻道的設計內容及實體層(Physical layer, PHY) 的詳細規格內容被規範在IEEE 的標準中，並在IEEE p 中被修訂

73 WAVE MAC with channel coordination
Reference Model Application WME UDP/TCP WSMP IPv6 LLC WAVE MAC with channel coordination Focus of enhancements Specified by this standard MLME IEEE 標準規範的範圍如圖中紅色虛線框所示，它 針對 MLME 與 WAVE MAC with channel coordination 等進行規範。MLME 稱為 MAC 子層的管理實體 (MAC sublayer management entity) ，這裡表達了一個架構概觀，並著重在系統的多頻道(multi-channel) 協調上。頻道的協調改良自 IEEE 的 MAC，並在LLC (logical link control 定義在 IEEE802.2) 及PHY (IEEE P802.11p) 做一些變動。 PLME WAVE Physical Management plane Data plane

74 Multi-channel operation(1/3)
(1) PHY is tuned to the CCH, and receives WSAs, which are in turn passed to MLME, and then WME. (2) WME accepts user service requests from higher layer entities. (3) WME matches available services with requested services and assigns channel access, sending SCH start commands to the MAC layer management entities associated with the two physical layers. 多重頻道的操作，分為五步驟， 一、PHY層調整到CCH，然後接收WSAs，而這些又傳遞給MLME，然後再傳給WME。 二、WME從更高一層的實體層接收用戶的服務請求。 三、WME提供上層要求的服務，並且分配頻道的訪問，發送服務頻道啟動命令MLME與兩個PHY層。

75 Multi-channel operation(2/3)
(4) MLME controls the channel switching of the two PHYs. PHY1 alternates between CCH and SCH1 on channel interval boundaries; PHY2 remains tunes to SCH2 for the duration of its service. (5) On receipt of a subsequent request from the higher layer, WMEends the SCH2 assignment and MLME in turn causes PHY2 to return to its default state. 四、MLME控制兩個PHY層的頻道切換，PHY1交替CCH及SCH1在channel interval的邊界，PHY2仍然在SCH2的持續服務。 五、隨後收到上層的請求，WME結束SCH2的服務，並讓PHY2恢復到default的狀態。

76 Multi-channel operation(3/3)

77 Provide Functions 頻道的路由(Channel routing) 使用者優先權(User priority, UP)
Routing for WSMP data Routing for IP datagram 使用者優先權(User priority, UP) 頻道協調(Channel coordination) MAC服務資料單元(MSDU) 的傳輸等

78 Routing for WSMP data (1/2)
Source: IEEE channel power data rate 1 octet WSMP header WSMP header 包含channel number、power level data rate等，這些參數被用來控制實體層的傳輸。相關Data Packet 的規範請參考IEEE 接下來我們說明　WSMP (WAVE short message protocol) data 的頻道路由。 圖中所示為 WSMP header 的一部分, 其中包含了Channel number、Power level 及 Data rate等，這些參數被用來控制實體層的傳輸。 註：1 octet = 8位元組，為網路使用單位。

79 Routing for WSMP data (2/2)
Routing Script Scenario 首先 WSMP data 從 LLC 層被傳送到 MAC 層。 接下來 MAC 會路由該封包到適當的 buffer 也就是在 WSMP header 中所指的channel number。 如果 WSMP header 中所指的 channel number 是無效的，則該封包會被摒棄，而所謂無效的 channel number 是指它並非對應到 CCH number 或目前的 SCH number。 WSMP (WAVE short message protocol) data 的頻道路由說明如下： 1.首先 WSMP data 從 LLC 層被傳送到 MAC 層。 2.接下來 MAC 會路由該封包到適當的 buffer 也就是在 WSMP header 中所指的channel number。 3.如果 WSMP header 中所指的 channel number 是無效的，則該封包會被摒棄，而所謂無效的 channel number 是指它並非對應到 CCH number 或目前的 SCH number。

80 Routing for IP packet (1/2)
首先，在 IP 封包被傳送之前，必須先向 MLME 做一個註冊的動作。註冊的內容包括要告知： SCH number、power level、data rate 及可接受的power level 及 data rate。另外，在任何一個時間點，只有一個註冊動作會被核准。 接下來，IP 封包從 LLC 層被傳送到MAC層，MAC層會轉送該封包到符合目前SCH的緩衝區中。 在 IP 封包的路由方面： 首先，在 IP 封包被傳送之前，必須先向 MLME 做一個註冊的動作。註冊的內容包括要告知： SCH number、power level、data rate 及可接受的power level 及 data rate。另外，在任何一個時間點，只有一個註冊動作會被核准。 接下來，IP 封包從 LLC 層被傳送到MAC層，MAC層會轉送該封包到符合目前SCH的緩衝區中。

81 Routing for IP diagrams (2/2)
Data shall be discarded： 一是該封包在傳輸之前並沒做任何註冊的動作 一是該傳輸的 WAVE 裝置並非是一個 WBSS (WAVE basic service set) 的成員。WBSS是一個集合，內含兩個或多個WAVE裝置互相參與在同一個SCH上的通訊。 在以下的兩種情況裡，該資料封包會被摒棄：一是該封包在傳輸之前並沒做任何註冊的動作；一是該傳輸的 WAVE 裝置並非是一個 WBSS (WAVE basic service set) 的成員。WBSS是一個集合，內含兩個或多個WAVE裝置互相參與在同一個SCH上的通訊。

82 User priority (1/2) 使用IEEE e 的增強分散頻道存取(Enhanced Distributed Channel Access mechanism ，EDCA) 的機制，來競爭媒體存取 媒體存取控制(MAC) 根據存取分類索引(access category index, ACI)與使用者優先權的配對決定將資料置於何佇列。此部份於IEEE 中有定義 EDCA parameters 訊框內部間隔之仲裁(Arbitration inter-frame space，AIFS)：無線媒體在閒置與開始傳輸一個訊框的最小時間間隔 競爭窗口(Contention window，CW)：亂數切換機制中，取得的一個間隔 傳輸機會限制(Transmit opportunity (TXOP) limit) ：取得TXOP之後可以進行傳輸的最大持續時間，limit =0時，僅能允許傳輸一個MSDU

83 User priority (2/2) 圖中展示了在一個 Channel 的情況下，資料封包於(MAC層)競爭的概念圖。 LLC MAC
ACI = 0 ACI = 1 ACI = 2 ACI = 3 圖中展示了在一個 Channel 的情況下，資料封包於(MAC層)競爭的概念圖。 Transmit Queues AIFS[ACI] CW[ACI] TXOP[ACI] AIFS[ACI] CW[ACI] TXOP[ACI] AIFS[ACI] CW[ACI] TXOP[ACI] AIFS[ACI] CW[ACI] TXOP[ACI] Pre-queue channel access functions Internal Contention 圖中展示了在一個 Channel 的情況下，資料封包競爭媒體 (PHY) 的概念圖。 當一個 MSDU 被送到 MAC 層，且Channel routing 也完成了之後，MAC 層之後會依照該封包的使用者優先權將該封包對映到某一個存取目錄序列 (ACI) 中，其中每一個存取目錄都有各自獨立的頻道存取函數，用來判斷在目錄序列中的哪一個資料封包可以被挑選出來競爭存取媒體。 再來，各個被選出的封包將會更進一步地根據其轉換時間 (back-off) 去判斷哪一個封包可獲得媒體的存取使用權，其中擁有最小的轉換時間者可獲得媒體的存取使用權。 Medium Contention PHY Source : IEEE

84 各國現況-美國 美國ITS的發展，最早是源於1986年U. C. Berkeley所執行的研究計畫－PATH。近期最新最夯的則屬於與車載通訊關係非常密切的VII大型車載通訊計劃與GM的V2V車，：IVBSS(Integrated Vehicle-Based Safety System)、CICAS(Cooperative Intersection Collision Avoidance System)、及VII(Vehicle Infrastructure Integration)，(Vehicle Safety Communication Consortium, VSCC)

85 各國現況-日本 日本是世界上最早發展ITS技術的國家，1970年代起即開始投入各界資源，同步致力於－「交通基礎建設」及「智慧型車輛技術」的提升，這樣的策略是解決複雜交通問題的最佳且唯一的途徑，其中以智慧型車輛ASV(Advanced Safety Vehicle)、智慧型公路AHS(Advanced cruise-assisted Highway System)為目前兩大發展主軸，

86 各國現況-歐洲 FleetNet、IVHW (Inter-Vehicle Hazard Warning)、CarTALK 2000、WILLWARN (Wireless Local Danger Warning)、COMeSafety及Intelligent Car Initiative 隨後於2003年時成立了車間通訊聯盟 (C2C-CC, Car-to-Car Communication Consortium) 歐洲ITS跨國計畫總覽