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基于LTE的车联网无线通信技术 直连通信系统路侧单元技术要求(下)
7 RSM 消息发送要求
7.1 应用层要求
应用层标准采用 YD/T 3709-2020，具体条目及要求如表 11 所示。
7.2 消息内容
RSM 消息应满足以下条件：
a) 当满足表 12 中定义的 RSM 发送最小准则的要求时，系统应按照 4.4 中的时间要求传输 RSM消息。
b) 系 统 在 传 输 一 个 RSM 消 息 时 ， 会 相 应 生 成 一 个 带 MSG_RoadsideSafetyMessage 的MSG_MessageFrame，MSG_RoadsideSafetyMessage的数据帧和数据单元在本文件和YD/T3709-2020中定义。
c) MSG_RSM消息中的id为路侧单元的ID，表明RSM消息的发送数据来源。
MSG_RSM 消息中，refPos 字段用来提供 RSM 消息作用范围内的参考三维位置坐标，消息中所有的位置偏移量，均基于该参考坐标计算。实际位置坐标等于偏移量加上参考坐标。
d) MSG_RSM 消息中必须包含一个 DF_ParticipantList 数据列表。
e) DF_ParticipantList 数据列表由一个或多个 DF_ParticipantData 数据帧组成，至少包含一条表示 RSU 自身信息的 DF_ParticipantData 数据帧。
f) DF_ParticipantData 数据帧中的 ptcId 数据元素，当此数据帧表示 RSU 自身信息时，ptcId 应当填写为 0，若此数据帧表示其他由 RSU 检测到的参与者信息时，ptcId 范围为 1到 255。不同的 ptcId 在 RSU 中必须唯一。
g) DF_ParticipantData 数据帧包含可选项 id 数据元素，若填写此项，当该参与者信息来源于 RSU 收到的 BSM 消息时，此 id 字段必须与 BSM 中的车辆 id 字段一致。
h) DF_ParticipantData 数据帧中的 DF_VehicleSize 字段，表示机动车/非机动车/行人/RSU的尺寸。
7.3 发送最小准则
当系统发送 RSM 消息时，其消息内容应满足表 12 中定义的最小准则。否则，系统将停止发送RSM 消息，直到系统重新满足该准则的要求为止。
7.4 数据单元（data element）要求
7.4.1 MSG_RSM
7.4.1.1 msgCount
当系统设备启动后发送第一条 RSM 时，系统应将 DE_MsgCount 初始化为一个随机值，其范围为 0 到 127（见 YD/T 3709-2020）。
当用于签名 RSM 的证书自从发送最近一条 RSM 之后有变化时，系统在发送下一条 RSM 之前应将 DE_MsgCount 重新初始化为一个随机值，其范围为 0 到 127（见 YD/T 3709-2020）。
当用于签名 RSM 的证书自从发送最近一条 RSM 之后无变化时，系统应将 DE_MsgCount 设置为相比发送前一条 RSM 所用的值增加 1，若编号达到 127 则下一个回到 0。
7.4.1.2 Id
对于系统设备启动后生成的第一条 RSM，系统应将 RSU 设备标识 id 初始化为一个随机值，其取值范围由 YD/T 3709-2020 定义。
当用于签名 RSM 的证书自从发送最近一条 RSM 之后有变化时，系统在发送下一条 RSM 之前应将 id 重新初始化为一个随机值，其范围由 YD/T 3709-2020 定义。
7.4.1.3 refPos
系统应将 refPos 中的 lat 和 lon 设置为 2D 水平位置参照。
系统应将 elevation 设置为参考椭圆之上或之下的与其对应的位置参照的海拔（“参考椭圆上方高度”）。
7.4.1.4 participants
定义交通参与者信息集合，至少包含一条 RSU 自身信息，应用于 RSM 消息中，表示 RSU 当前探测到的所有或者部分交通参与者信息。
7.4.2 DF_ParticipantData
7.4.2.1 ptcType
路侧单元检测到的交通参与者类型。0 是未知，1 是机动车，2 是非机动车，3 是行人，4 是rsu 自身。
7.4.2.2 ptcId
RSU 设置的临时 ID，0 是 RSU 本身，1…255 代表 RSU 检测到的参与者，RSU 中不同参与者的ptcId 必须唯一。
7.4.2.3 source
定义交通参与者数据的来源。包括以下类型。
unknown：未知数据源类型；
selfinfo：RSU 自身信息；
v2x：来源于参与者自身的 v2x 广播消息；
video：来源于视频传感器；
microwaveRadar：来源于微波雷达传感器；
loop：来源于地磁线圈传感器；
lidar：来源于激光雷达传感器；
integrated：2 类或以上感知数据的融合结果。
7.4.2.4 id
来自 BSM 的临时车辆 ID，当该参与者信息来源于 RSU 收到的 BSM 消息时，id 字段必须与 BSM中的车辆 id 字段一致。
7.4.2.5 secMark
系统应按照 YD/T 3709-2020 所示设置 secMark ，采用 UTC 作为参考时间。
7.4.2.6 pos
定义三维的相对位置（相对经纬度和相对高程）。约定偏差值等于实际值减去参考值。
7.4.2.7 posConfidence
定义当前实时位置（经纬度和高程）的精度大小，包括水平位置精度和高程精度，由系统自身进行实时计算和更新。
7.4.2.8 transmission
transmission 应当正确反映车辆的档位状态。
7.4.2.9 speed
在 68%的测试测量中，speed 相对交通参与者实际速度的差距应在 vSpeedAccuracy（1kph）之内。当交通参与者的数据来源于 RSU 感知时，其数据精度要求取决于具体的 RSU 指标，在本文中不做规定。
7.4.2.10 heading
heading 描述交通参与者参考点的方向，其值以正北方向为 0 点顺时针增加。
当交通参与者速度不超过 vHeadingSpeedThresh（45kph）时，DE_Heading 应当在 68%的测试 测量中相对交通参与者的实际航向角的差距在 vHeadAccuracyB（3 度）之内。
当交通参与者速度超过 vHeadingSpeedThresh（45kph）时，DE_Heading 应当在 68%的测试测 量中相对交通参与者的实际航向角的差距在 vHeadAccuracyA（2 度）之内。
当交通参与者速度下降至低于 vHeadLatchThresh（4kph）时，系统应将 DE_Heading 的值锁存为当交通参与者速度高于 vHeadLatchThresh 时的上一个已知的航向角值。
当交通参与者速度高于 vHeadUnlatchThresh（5kph）时，系统将 DE_Heading 的值解除锁存。
当交通参与者的数据来源于 RSU 感知时，其数据精度要求取决于具体的 RSU 指标，在本文中不做规定。
7.4.2.11 angle
定义车辆方向盘转角。向右为正，向左为负。分辨率为 1.5°。数值 127 为无效数值。
7.4.2.12 motionCfd
描述车辆运行状态的精度。包括车速精度、航向精度和方向盘转角的精度。
7.4.2.13 accelSet
此字段的 lat 和 long 应当在 68%以上的测试测量中相对实际的交通参与者纵向加速度和横向加速度的差距在 vAccelAccuracy（0.3 m/s2）之内。
此字段的 vert 应当在 68%以上的测试测量中相对实际的交通参与者垂直加速度的差距在vVertAccelAccuracy（1m/s2）之内。
此字段的 yaw 应当在 68%以上的测试测量中相对实际的交通参与者横摆角速度的差距在vYawRateAccuracy（0.5deg/s）之内。
当交通参与者的数据来源于 RSU 感知时，其数据精度要求取决于具体的 RSU 指标，在本文中不做规定。
7.4.2.14 size
此字段的的 length 和 width 相对实际的交通参与者长度和宽度的差距应当在vSizeAccuracy（0.2 米）之内。当交通参与者的数据来源于 RSU 感知时，其数据精度要求取决于具体的 RSU 指标，在本文中不做规定。
7.4.2.15 vehicleClass
定义车辆的分类，从多个维度对车辆类型进行定义。包含车辆基本类型，以及燃料动力类型。
8 RSI 消息发送要求
8.1 应用层要求
应用层标准采用 YD/T 3709-2020，具体条目及要求如表 13 所示。
8.2 消息内容 RSI 消息应满足以下条件：
a) RSI 消息需要满足表 14 中规定发最小准则，系统应按照 4.4 的要求发送 RSI 消息。
b) RSI 消息必须配合 MAP 发送。
c) 系统在传输 RSI 消息时，会相应的生成一个带 Msg_RSI 的 Msg_MessageFrame，Msg_RSI 的数据帧和数据单元在本文件和 YD/T 3709-2020 中定义。
d) 所有的 RSI 消息在 YD/T 3709-2020 中定义，其中 DF_RTSData 代表交通标志信息，DF_RTEData 代表交通事件信息。
e) RSI 中的 id，标识路侧单元的 ID，表明 RSI 消息的发送数据来源。
f) DF_RTEData 中 rteid 需要保证 RSU 设备中唯一性。
g) DF_RTSData 中 rtsid 需要保证 RSU 设备中唯一性。
h) 使用中需要根据 Msg_RSI 中设备 ID，及 DF_RTSData 和 DF_RTEData 中 id，作为 RTS 或 RTE的唯一标识。
i) DF_RTSData 中 DF_SignType 表明该交通标志的类型，具体类型可以参考 GB 5768.2-2009。
j) DF_RTSData 中 DF_ReferencePathList 和 DF_ReferenceLinkList，必须有一个不为空，交通标识信息，具体影响的 Path 或者 Link，至少发送其中之一。
k) DF_RTSData 中应包含 description 字段，且 description 应使用 textGB2312 格式，其中字符 1~16 应使用道路交通标志对应的 GB/T 30699-2014 中的道路交通标志编码，之后可附加其他字符。
l) DF_RTEData 中 DF_EventType 标识交通事件类型，具体可以参考附录 C。
m) DF_RTEData 和 DF_RTSData 的 priority 只在各自的范围内编码，两个 priority 之间无需统一编排。
8.3 RSI 消息的分类 RSI 消息所含信息分为 3 类：
a) 动态信息：与道路交通参与者密切相关，事件信息随交通参与者数量在动态变化。
b) 半静态信息：与道路交通参与者有关，但慢变的过程；或者表示该事件一旦发生会维持事件状态一段时间。
c) 静态信息：典型为道路标识和标牌，其中标牌可以为电子标牌或者静态标牌；信息不随交通参与者多少而变化，或者该事件消息长期存在。
所有 RTS 数据单元均属于静态信息，各个 RTE 数据单元的分类见附录 C 表 C.1。
每条 RSI 消息中只能携带动态、半静态、静态信息中的一种，并设置相应的用户优先级和 AID 发送。
8.4 发送最小准则
当系统发送 RSI 消息时，其消息内容应满足表 14 中定义的最小准则。否则，系统将停止发送RSI 消息，直到系统重新满足该准则的要求为止。
8.5 数据单元（data element）要求
8.5.1 Msg_RSI
8.5.1.1 msgCnt
当系统设备启动后发送第一条 RSI 时，系统应将 DE_MsgCount 初始化为一个随机值，其范围为 0 到 127（见 YD/T 3709-2020）。
当用于签名 RSI 的证书自从发送最近一条 RSI 之后有变化时，系统在发送下一条 RSI 之前应将 DE_MsgCount 重新初始化为一个随机值，其范围为 0 到 127（见 YD/T 3709-2020）。
当用于签名 RSI 的证书自从发送最近一条 RSI 之后无变化时，系统应将 DE_MsgCount 设置为相比发送前一条 RSI 所用的值增加 1，若编号达到 127 则下一个回到 0。
8.5.1.2 id
对于系统设备启动后生成的第一条 RSI，系统应将 RSU 设备标识 id 初始化为一个随机值，其取值范围由 YD/T 3709-2020 定义。
当用于签名 RSI 的证书自从发送最近一条 RSI 之后有变化时，系统在发送下一条 RSI 之前应将 id 重新初始化为一个随机值，其范围由 YD/T 3709-2020 定义。
8.5.1.3 moy
系统应按照 YD/T 3709-2020 所示设置 DE_MinuteOfTheYear，采用 UTC 作为参考时间。
数值用来表示当前年份，已经过去的总分钟数（UTC 时间），其分辨率为 1 分钟。
为确保所传输信息的准确性，DE_MinuteOfTheYear 的数值所表示的时间与生成 RSI 的 UTC 之间的偏差应小于 vMaxPosAge（
150）毫秒。
8.5.1.4 refpos
RSI 参考坐标点，作为 RTS 和 RTE 的 referencePath 中的点集的参考点。
系统应将 refPos 中的 lat 和 lon 设置为 2D 水平位置参照。
系统应将 DE_Elevation 设置为参考椭圆之上或之下的与其对应的位置参照的海拔（“参考椭圆上方高度”）。
8.5.1.5 rtes
定义道路交通事件集合，至少包含 1 个道路交通事件信息，最多包含 8 个。
注：RSI 消息中，DF_RTEList 和 DF_RTSList 不能同时为空。
8.5.1.6 rtss
定义道路交通标志集合。
至少包含 1 个道路交通标志信息，最多包含 16 个。
8.5.2 DF_RTEData
8.5.2.1 说明
DF_RTEData 定义道路交通事件信息。交通事件分类当前支持国标 GB/T 29100-2012。该数据帧中，包含该交通事件的信息源、发生区域、时效、优先级以及影响区域等。还可以用文本的形式，对事件信息进行补充描述或说明。
8.5.2.2 rteid
该 ID 为此 rte 在 RSU 内部的唯一 ID 标识，接收方需要使用 Device ID 和 rteId 作为该 RTE的唯一标识。
此 ID 必须保持设备内的 RTE 列表中的唯一性。
8.5.2.3 eventType
定义道路交通事件的类型，参考附录 C。其中，道路交通事件包括恶劣天气、异常路况和异常车况。GB/T 29100-2012 中定义的事件分类代码作为该值的千位和百位，交通事件分类顺序码作为该值的十位和个位。
8.5.2.4 eventSource
定义道路交通事件的信息来源，包括：
- 标识事件来源未知
- 交警部门
- 政府部门
- 气象部门
- 互联网服务
- 为本地设备感知
8.5.2.5 eventPos
定义三维的相对位置（相对经纬度和相对高程）。约定偏差值等于实际值减去参考值。
表明 RTE 事件发生的位置信息。
8.5.2.6 eventRadius
表示绝对值半径大小，分辨率为 10 厘米。
当该值用于 RTE 中时，表明该交通事件或交通标志点的影响半径范围； 当该值用于影响路径中时，表明其路径范围内的影响半径。
8.5.2.7 description
定义文本描述信息。提供两种编码形式。
提供 ASCII 字符文本形式，支持长度 1 字节到 512 字节。
提供中文编码形式，符合 GB2312-80 的编码规则，1 个中文字符由 2 字节信息编码，支持长度1 到 256 个中文字符。
8.5.2.8 timeDeatils
定义道路交通事件和道路交通标志信息的生效时间属性。
用 UTC 世界标准时间定义，包括生效起始时刻、结束时刻以及结束时刻的置信度。精确到分钟。
8.5.2.9 priority
表示此 RTE 交通事件的优先级。数值长度占 8 位，其中低五位为 0，为无效位，高三位为有效数据位。数值有效范围是 B00000000 到 B11100000，分别表示 8 档由低到高的优先级。
8.5.2.10 referencePaths
定义道路交通事件关联的路径集合。
最多添加 8 个影响路径。
8.5.2.11 referenceLinks
定义道路交通事件关联的路径集合。
最多添加 8 个影响路径。
8.5.3 DF_RTSData
8.5.3.1 说明
DF_RTSData 定义道路交通标志信息。交通标志信息当前支持国标 GB 5768.2-2009，包含其中所有标志内容。该数据帧中，可以用文本的形式，对相关的交通标志进行补充描述或说明。
8.5.3.2 rtsid
该 ID 为 RSU 内部 RTS 的唯一 ID 标识，接收方需要使用 Device ID 和 rtsId 作为该 RTS 的唯一标识。此 ID 必须保持设备内 RTS 的唯一性。
8.5.3.3 signType
定义道路交通标志的类型。
数值 0 表示未知类型，或文本描述信息。大于 0 数值表示交通标志标牌信息，其编号参照国标 GB 5768.2-2009 中“交通标志中文名称索引”表序号。
8.5.3.4 signPos
定义三维的相对位置（相对经纬度和相对高程），标牌位置应为标牌实际的物理位置。约定偏差值等于实际值减去参考值。
8.5.3.5 description
定义文本描述信息。提供两种编码形式。
提供 ASCII 字符文本形式，支持长度 1 字节到 512 字节。
提供中文编码形式，符合 GB2312-80 的编码规则，1 个中文字符由 2 字节信息编码，支持长度1 到 256 个中文字符。
8.5.3.6 timeDetails
定义道路交通事件和道路交通标志信息的生效时间属性。
用 UTC 世界标准时间定义，包括生效起始时刻、结束时刻以及结束时刻的置信度。精确到分钟。
8.5.3.7 priority
表示 RTS 消息中不同类型交通标志的优先级。数值长度占 8 位，其中低五位为 0，为无效位，高三位为有效数据位。数值有效范围是 B00000000 到 B11100000，分别表示 8 档由低到高的优先级。
RTS 中的 priority 应遵循 GB 5768.2-2009 的分类，如表 15 所示：
8.5.3.8 referencePaths
定义道路标志的关联路径集合，为标牌内容指示的作用范围。用于 RSI 消息中。
最多添加 8 个影响路径。
8.5.3.9 referenceLinks
定义关联路段集合，为标牌内容指示的作用范围。
最多添加 16 个影响 Link。
8.5.4 DF_ReferencePath
8.5.4.1 activePath
为 RTS 交通标识牌影响的路径的点集。
点集内容为 PositionOffsetLLV 类型，最少为 1 个点，最多为 32 个点。
8.5.4.2 PathRadius
为 RTS 交通标识牌影响的路径的影响半径。
8.5.5 DF_ReferenceLink
8.5.5.1 upstreamNodeId
定义节点 ID，参见 5.4.2.2。
节点 ID 由一个全局唯一的地区 ID 和一个地区内部唯一的节点 ID 组成。
此 ID 为关联 Link 的上游节点 ID。
8.5.5.2 downstreamNodeId
定义节点 ID，参见 5.4.2.2。
节点 ID 由一个全局唯一的地区 ID 和一个地区内部唯一的节点 ID 组成。
此 ID 为关联 Link 的下游节点 ID。
8.5.5.3 referenceLanes
定义路段中指定的关联车道。将指定车道号对应的比特位置 1 表示该车道为有效的关联车道。
最多支持 15 条车道。车道号，以该车道行驶方向为参考，自左向右从 1 开始编号。
9 消息调度与拥塞控制
多运营商重叠覆盖场景下，RSU 设备应根据当前 CBR 进行拥塞控制。当测量 CBR 较高时，RSU应考虑降频发送。
10 射频性能要求
10.1 发射机指标
路侧单元通信时，发射机相关指标应满足国家无线电管理机构相关规定和 YD/T 3755-2020 第 9.2 节要求。
10.2 接收机指标
路侧单元使用 PC5 进行通信时，接收机指标应满足 YD/T 3755-2020 第 9.3 节要求。
11 安全要求
11.1 数据格式要求
RSU发送消息时应使用安全协议数据单元（Secured Protocol Data Unit，SPDU），并采用正则八位字节编码规则（COER）进行编码。
11.2 安全层消息发送要求
a) RSU系统应使用SM2椭圆曲线公钥密码算法、SM3密码杂凑算法对发送的消息生成消息签名，并附加于该消息发送；
b) RSU系统应为发送的消息附加用于签名该条消息的应用证书或应用证书的摘要，不应附加证书链的CA证书；
c) RSU系统应使用SM3密码杂凑算法对应用层消息、应用证书进行杂凑运算获得其摘要；
d) RSU系统发送消息时，应在以下情况中附加完整的应用证书，在其它情况中附加应用证书的摘要：
系统进行启动/重启操作后发送的第一条消息；
使用的应用证书发生改变后发送的第一条消息；
本条消息距离上一条附加了完整的应用证书的消息，其时间间隔等于或大于vMaxCertDigestInterval（450ms）；
e) RSU系统应使用有效的应用证书用于生成SPDU，当RSU系统没有有效的应用证书时，RSU系统不应发送消息。当正在使用的应用证书过期时，RSU系统应立即使用其他有效的应用证书。
f) RSU系统不应对发送的消息进行加密；
g) RSU系统发送消息时，构造的安全协议数据单元（SPDU）的消息安全头HeaderInfo中，应当附加消息生成时间，应用标识值与网络层AID值相同。
h) RSU使用的应用证书及其所在证书链中，appPermissions、certIssuePermissions、 certRequestPermissions三个字段中出现3618、3619、3620、3621、3622、3623这些AID时， ssp或ssprange字段默认设置为ABSENT，默认权限如表 16所示。
11.3 系统安全要求
RSU 系统应采取措施保护与私钥相关的运算的安全性，具备环境失效保护能力，具备对抗非入侵式攻击的能力。
附录 A （资料性附录） 系统概述
基于 LTE 的车联网直接通信系统是通过人、车、路信息交互，实现车辆和基础设施之间、车辆与车辆、车辆与人之间的智能协同与配合的一种通信系统。车载通信系统实现了智能运输系统的不同子系统之间的信息交互。通过与交通系统中各个参与元素的直接通信，车载通信系统可以为包括提升道路安全、提高交通通行效率和提供各种信息服务的应用提供有效信息支持。
图 A.1 给出了车辆-路侧单元（V2I）直接通信系统架构，对于路侧单元设备而言，其通常包括了以下几个子系统：
a) 无线通信模块——接收和发送 LTE V2X PC5 信号。
b) 路侧处理模块——运行程序以生成需要发送的空中信号，以及处理接收的空中信号。
c) 定位模块——负责路侧单元的实时定位以及时间同步。
d) 天线——实现射频信号的接收和发送。
路端还可部署信息处理计算单元，与 RSU 进行信息交互，负责将其接收到的数据和/或感知到的数据进行处理；其他可能存在的相关单元可负责具体信息的收集和感知，如传感器感知路面情况等。
附录 B （资料性附录） 应用描述
本小节对本文件所考虑和涉及到的主要应用进行描述，详细的应用描述和相应需求参见 T/ITS0058-2017。表 B.1 给出了本文件所使能的主要应用列表。
附录 C （规范性附录） DE_EventType（交通事件索引）、DF_Description（附加说明）类型及取值
恶劣天气事件由 DF_Description 补充说明：
附录 D （规范性附录） 道路抽象点选取要求
MAP 和 RSI 消息中通过 PointList 的方式抽象描述了道路的几何形状，这里我们对选取点的精度进行要求。具体要求如下（该要求适用于城市道路）：
a) 所有点都为道路中心线上的点；
b) 第一个点为上游节点进入该路段的第一个点；
c) 最后一个点为进入下游节点的停止线的中心点；
d) Link 点集中任意连续两点连线上的点，距离实际覆盖的道路中心线的垂直距离，需要小于ActualError值；
e) Lane 集中任意连续两点连线上的点，距离实际覆盖的车道中心线的垂直距离，需要小于ActualError值；
f) 在RSI消息中，当RTS和RTE影响的Path为实际的道路时，也需要符合上面的规范。
附录 E （规范性附录） DF_MovementList 中扩展指示 maneuver
原文作者：爱是与世界平行
原文链接：https://blog.51cto.com/lovebetterworld/5649113
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