本文原刊在於 http://3fire.blogspot.com/2007/06/wave-ieee-1609.html

前言
車用電子(Car Electronics)在2006年被稱為是可以比擬3C的第4C。但是我認為台灣股票市場中並沒有主要的車用電子商品供應商,有的只是車用影音商品零 件商,車用電子元件供應商。真的要做到車用電子的終極商品,在撰寫這篇文章的時候,我認為WAVE(Wireless Access in Vehicular Environment 或稱 Dedicated Short Range Communication, DSRC)的成品才是王道,那什麼是WAVE與IEEE1609,兩者的關係如何請繼續往下看。

DOT ITS 計畫
要談WAVE與IEEE1609之前,要先對美國運輸部(Department of Transportation, DOT)的 ITS(Intelligent Transportation System)計畫有一些認識。

DOT提出ITS計畫其目的要利用科技以提升運輸系統的效率,安全與便利性,讓公眾更便捷的使用,拯救生命,節省時間,進而增加生產力。ITS的計畫內容一直不斷的更新,但是主要圍繞在兩個方面:智慧型基礎建設(Intelligent Infrastructure, IF)與智慧型車輛(Intelligent Vehicles, IV)。在ITS Overview的網站中有清楚的介紹。

美 國有ITS的計畫,汽車工業的另外兩大陣營歐洲與日本則分別有自己的車輛行車安全計畫,分別是歐盟的SAFESPOT計畫與日本的DSRC (Dedicated Short Range Communication)計畫。由於本文主要在介紹ITS中的WAVE與IEEE1609,有興趣的讀者可以用以上的關鍵字到網路上查詢。不過我個人 認為,由於美國是全球最大的汽車消費市場,美國的標準應該會左右一部份歐日標準的制定,尤其是以日本的標準更有可能往美國傾斜。

WAVE and IEEE 1609

IF/IV WAVE

WAVE 是IF後線系統與IV的接口,IF的訊息透過WAVE與IV做連結,兩者之間互相交換訊息,IV與IV之間也可以透過WAVE互相溝通。WAVE既然是 IF與IV間的接口,所以IF與IV間和IV與IV三者溝通的方式與內容,那麼就必須要有一套標準,以免溝通錯亂,這一套標準就是IEEE 1609。

WAVE 的系統包含數個部份Road Transcerivers 將安裝在每個行車燈號與高速道路的交流道,這個裝在路旁的裝置會與通過的車輛,交換來自道路交通安全與管理單位的資訊。WAVE Client則配備在行駛的車輛上,回報車輛的狀況與接收Road Transceriver交付的資料,並與其他的WAVE Client相溝通。

建 立WAVE系統能做什麼事呢?例如有事故發生時,駕駛人可以在300~500公尺前就得到路況的資訊。救援的車輛(配備有1KM WAVE的)可以在1KM的範圍內指示車輛改道並控制燈號指印正確的改道途徑。備配WAVE Client的車輛更可以成為路況的報告者,道路管理單位可以得到車輛的溫度與道路狀況以決定是否需要派鏟雪車。IF的後線系統還可以把道路安全資訊與塞 車資訊交給行經的車輛,比如說在前端的交通路口由紅燈轉綠燈的時候,可以收到這個交叉路口另一個方向仍有一輛車衝過來的警告。

IEEE 1609

IEEE1609 制定的目的是提供一個將車輛的主要系統的資訊(包含引擎,傳動系統,煞車,懸吊繫統等)與道路的基礎架構兩者相溝通的機制,它在 5.9 GHz波段下操作,可與手機共同提供高速率資料。使用IEEE 802.11系列的無線區域網路通訊標準802.11p(由IEEE 802.11a發展而來)作為底層的通訊技術,同時採用IPv6作為上層的通訊協定。

IEEE1609包括四個部份,目前所有的技術內容已經都審核通過,進入測試使用的階段。(以下英文內容取自IEEE 英文稿)

IEEE 1609.0
IEEE P1609.0™, is underway as an architecture document that will give an overview of WAVE systems and their components and operation, as well as a context to better understand the content of other WAVE standards and IEEE 802.11™ (WAVE mode).

IEEE1609.1 - 2006.10核准通過
處理許多同時的資料流,記憶體管理與其他資源。
IEEE 1609.1™, "Trial-Use Standard for Wireless Access in Vehicular Environments (WAVE) - Resource Manager," which describes the flow of the command-response interchange between multiple remote applications and the resource manager.

IEEE1609.2 - 2006.06核准通過
定義通訊協定的安全性,確保通訊不被旁聽,干擾與其他的攻擊行為。
IEEE 1609.2™, "Trial-Use Standard for Wireless Access in Vehicular Environments - Security Services for Applications and Management Messages", which covers methods to make WAVE messages secure against eavesdropping, spoofing and other attacks.

IEEE1609.3 - 2007.05 核准通過
WAVE網路服務與通訊協定。本項網路將建構在802.11p的無線網路基礎。
IEEE 1609.3 is part of a standards family to support vehicle-to-vehicle and vehicle-to-roadside communications that will allow motor vehicles to interact with each other and roadside systems to access safety and travel-related information. It defines services at the network and transport layers to support this wireless connectivity.

IEEE1609.4 - 2006.11 核准通過
管理頻道,與服務頻道的管理。
IEEE 1609.4™, 「Trial Use Standard for Wireless Access in Vehicular Environments (WAVE) - Multichannel Operation」, which provides an interface to the medium access control of the communication stack and provides for multi-channel operation versus the single channel of IEEE 802.11p™.

縱然IEEE 1609是為了WAVE的遠大目標與應用,但是標準制定的過程最被廣泛討論的卻是資料安全的問題,因為使用WAVE的車輛透過資料交付,將可以長期識別一 輛車輛的資料。警察部門可能會以指示性的使用方式(instructive usage),例如由車輛的識別資料調查車輛有沒有闖紅燈。這樣得作為可能會違反美國的隱私權規定並且可能會讓使用者有疑慮而不採用這個系統。

所以 IEEE 1609.2在制定的時候,有幾個措施來解除這個疑慮,其一是車輛的資料交付在行駛後一段時間後才開始,其二是定期更改IP位址。

其他的應用

由於車輛在開始交付行車資訊以後,就可以獨一的識別一輛車輛,目前還有很多的WAVE應用被提出來,像是
• 收取過路費

• 預先告知道路需要改道的時間

• 還可以支付加油費用與停車費
汽車工業與政府部門將在2008年決定是否推動WAVE,WAVE Client預計在2011年將成為標準配備。


我的看法

不管是WAVE Transceiver 或是車端用機,在美國政府與汽車工業的投資與努力之下,我認為未來應該可以成為美國車輛的標準配備。但是能否如預期在2008~2009定版,並於2010年開始實用化仍須觀察。

由 於WAVE Clint是一個全新的領域,如果WAVE車機列為標準配備,不管是新車的內建機或是舊車的獨立機,這個電子商品的商機肯定比GPS還大。相較於日本廠商 參與標準的制定,就我蒐集資料的過程來看,台灣正體文資訊仍付之厥如,顯示台灣廠商或是智庫還沒有開始研究這個主題,我是覺得蠻可悲的。

目 前已經有一些車用收音機的業者推出樣品,使用加顯示板的方式來顯示WAVE的資訊,開始路測。但是我認為這樣的WAVE車機只能單純的收發資訊,對使用者 來說是一個簡訊接收器。未來的整合式產品,我相信GPS地圖導航,影音功能,車輛資訊等等都會成為這個車機的一部份,或者說以目前的車機,整入WAVE Client的功能真正成為車用電子的中心。

我在想如果我是郭台銘會怎麼介入這個產品的市場?對郭董手下的公司進行點將:

1.普誠負責多媒體IC的設計與影音整合
2.建漢負責無線模組的研發
3.國基負責系統整合
4.鴻海負責組裝

但是郭台銘最大的問題是,如何與美日的汽車廠商取得合作關係吧!因為除了無線通訊,車機還要能取得車輛行駛的資訊,這就不是郭台銘可以插手的地方了。而且以上所有的公司都無法提供WAVE Client的關鍵元件,像是無線通訊晶片,車用作業系統等等。

會不會照以上車機的腳本發展呢?四年以後就知道了。
幾個參考連結

IEEE DSRC wg

IEEE DSRC FAQ

IEEE 802.11p

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