DSRC｜动态交换路况信息，减少事故优化流量的无线通信技术【无线通信小百科】
1、DSRC发展历史与全球应用
DSRC（专用短程通信，Dedicated Short-Range Communications）是为车联网（V2X）设计的无线通信技术，广泛用于智能交通系统（ITS），支持车辆与车辆（V2V）、车辆与基础设施（V2I）的实时通信。其起源是对交通安全和效率的需求，旨在让车辆在行驶中动态交换路况信息，减少事故并优化流量。
DSRC 的发展始于20世纪90年代末。1999年，美国联邦通信委员会（FCC）将5.9 GHz频段（5850-5925 MHz）分配给 ITS，奠定了DSRC的技术基础。此举推动了车载设备和通信厂商的研发，加速了标准化进程。2000年代，IEEE基于 Wi-Fi 技术开发了 IEEE 802.11p，针对高速移动优化了通信性能。2010年，802.11p 标准发布，结合 IEEE 1609 协议栈，DSRC正式实用化，通信范围达 300-1000 米，延迟低至 2 毫秒。
与此同时，全球范围内的标准化也在推进。北美以 IEEE 802.11p 为核心，日本将其用于 ITS 和电子收费（ETC），欧洲则由ETSI规范，支持ETC和智能交通应用。DSRC成为早期 V2X 的主流技术，推动了智能交通的初步落地。
2、DSRC的工作原理
1. 基本架构
DSRC系统由两类核心设备构成：
- 车载单元（OBU, On-Board Unit）：安装在车辆上的通信设备，负责采集车辆状态数据（如位置、速度、加速度），并通过DSRC协议与外部交换信息，支持碰撞预警、交通信号优化和电子收费（ETC）等功能。
- 路侧单元（RSU, Roadside Unit）：部署在道路基础设施上（如信号灯杆、路牌、高速收费站），用于与车辆通信或广播道路信息。
OBU 与 RSU 协同工作，利用 5.9 GHz 频段实现低延迟（约 2 毫秒）通信，为车辆提供实时、精准的路况数据，提升交通安全和道路效率。
2. 工作频率与频谱
美国联邦通信委员会（FCC）于 1999 年将 5.9 GHz 频段（5.850-5.925 GHz，共 75 MHz）分配给 DSRC，划分为 7 个 10 MHz 信道。其中，6 个为业务信道（SCH），支持非安全业务（如交通管理、收费）；第 178 信道为控制信道（CCH），用于广播安全消息和管理通信。
3. 通信协议
DSRC 通信协议是基于IEEE 802.11p，从Wi-Fi（IEEE 802.11）演化而来，专为高速移动优化, 以高效支持交通安全应用。
- 物理层：采用OFDM（正交频分复用），每个10MHz信道含52个子载波，将高速数据拆分为并行低速流，支持车辆以200公里/小时相对速度稳定通信。
- MAC层：使用EDCA（增强分布式信道访问），优先级机制确保安全消息（如碰撞预警、紧急刹车通知）每100毫秒发送一次，端到端延迟控制在1-10毫秒。
- 上层协议：结合IEEE 1609（WAVE）标准，定义消息格式、安全机制和多信道操作。
3、DSRC的工作流程
DSRC 的通信过程分为以下步骤：
1. 信号广播与侦听
- OBU（车载单元）和RSU（路侧单元）周期性广播消息，如基本安全消息（BSM，含位置、速度、方向）
- 路况信息（交通信号状态），频率通常为每100毫秒发送一次。
- 设备同时监听周围信号，通信范围300-1000米，视环境和功率而定。
2. 数据交换
- 当车辆或基础设施进入范围，双方通过控制信道（CCH）建立联系，再切换到业务信道（SCH）交换复杂数据。
- 数据包小而频繁，以确保实时性。
- 安全消息（如碰撞预警）通过EDCA机制优先传输，延迟低至 1-10 毫秒。
4、DSRC的典型应用
应用场景1：在V2V（车辆间）通信中，前车 A 检测到障碍物紧急刹车，通过 DSRC 即时通知后车 B 和 C，后车 10 毫秒内收到警报并反应，提升安全性。
应用场景2：在V2I（车辆与路侧基础设施间通信）通信中，路侧单元RSU广播红绿灯状态，车辆据此调整速度以减少等待时间及安全通过。
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