DSRC协议在ETC系统OBU中的实现与性能分析

"这篇硕士学位论文主要探讨了电子不停车收费系统(ETC)中的车载单元(OBU)侧的DSRC协议的设计与实现，作者为张迪，指导教师为杨志强，来自山东大学电路与系统专业。论文详细分析了DSRC协议在智能交通系统中的应用，特别是ETC系统中的OBU如何通过空口与路侧读写单元(RSU)进行专用短程通信(DSRC)以完成交易过程。DSRC协议分为物理层、数据链路层和应用层，基于5.8GHz频段，允许车辆与路边设备进行单向或双向通信，实现智能交通管理。论文还介绍了系统采用的低功耗MSP430单片机以及如何根据我国DSRC协议标准优化通信效率，并进行了外场测试以验证协议的一致性。" 在ETC系统中，OBU（On-Board Unit）是关键组件，它与RSU（Roadside Unit）通过DSRC（Dedicated Short-Range Communications）协议进行通信。DSRC是一种专用于智能交通领域的短距离无线通信协议，它基于5.8GHz频段，允许OBU与RSU之间进行单向或双向交互，实现车辆的不停车收费。协议的层次结构包括物理层、数据链路层和应用层，确保了车辆与道路设施之间的高效、安全通信。 在DSRC的帧格式中，如表4.3所示，LPDU控制域编码定义了不同类型的命令和响应。例如，类型1操作主要用于下行链路，UI命令PDU用于向一个或多个OBU发送信息，而在上行链路中，UI命令PDU则用于向RSU发送信息。这种类型的PDU可以在没有预先建立数据链路连接的情况下使用，不伴随LLC响应PDU。 类型3的操作涉及ACn命令PDU，这种PDU也可以在没有数据链路连接的情况下用于发送或请求信息。接收到ACn命令PDU后，接收方需要尽快以ACn响应PDU进行确认。ACn命令使用专用MAC地址，信息域可为空或包含LSDU。相应的ACn响应PDU应发送回源LLC，并携带状态子域，该子域的CCCC部分指示命令PDU信息传输的成功或失败，而RRRR部分则指示响应PDU传输的成功或失败。 论文中提到的一个创新点是OBU采用了低功耗设计，利用TI公司的MSP430单片机作为控制芯片，工作模式为被动唤醒，以减少能耗。此外，根据我国的DSRC协议标准，对协议进行了灵活实现，以提高通信效率，缩短通信时间。外场测试的数据表明，实验结果可靠，能够有效验证协议的一致性。 DSRC协议的深入研究和实现对于提升我国ETC系统的功能性和扩展应用具有重要意义，为未来的智能交通系统奠定了坚实的基础。