一、前言
智能运输系统（Intelligent Transport Systems，简称ITS）是信息化技术在交通运输领域的具体运用和体现。以日本为代表的在交通信息和交通诱导方面建立的VICS系统就是ITS领域交通控制与诱导的崭新方式。它采用建立多部门的共用信息平台机制，通过路侧的短距离交通信息发布系统向过往车辆发送交通控制与诱导信息。交通控制更强调通过向出行者提供更多的交通信息服务来实现宏观调控，也即由传统的主动直接控制变为间接调控。
根据交通控制与诱导的目的和范围，信息发布的装置可分为短程信标和中远距离信标。信标又常称为BEACON，根据信息传播的媒介可分为光信标、射频/微波信标。根据传输速率可以分为低速信标和高速信标。传统的交通广播采用调频副载波方式发布数据化的交通信息是一种大作用范围的射频信标。通过对各种短距离交通信息发布技术的比较研究,可以为建立交通控制和路径诱导的路侧支撑系统提供决策依据。
二、ITS领域短距离通信技术的新进展
（1）DSRC通信技术
国际上专门开发了适用于ITS领域的道路与车辆之间的通信协议，即专用短程通信（Dedicated Short Range Communication，简称DSRC）协议。DSRC协议是ITS的基础与核心，它是一组无线通信协议，它通过信息的双向传输将车辆和道路有机地连接起来，实现信息的双向交互。
关于采用850nm红外技术的DSRC协议物理层技术文件仅有标准草案，仍在讨论之中。
CEN/TC278 DSRC标准的主要特点是：5.8GHz被动式微波通信，中等通信速率（500Kbps 上行，250Kbps下行），调制方式为ASK和BPSK。
应用DSRC协议的实用系统主要包括三个部分：车载单元（On-Board Unit，简称OBU）、路边设备（Road-Side equipment，简称RSE）以及专用短程通信DSRC协议栈，其中DSRC协议栈又可以分为三个层次：物理层、数据链路层和应用层，具体的DSRC系统模型可参考图1。
（2） CALM通信技术
ISO/TC204 WG16就是关于CALM通信技术标准研究的工作组。目前关于红外线技术通信的文件有 NP21214，题目为“在ITS领域中使用850nm红外通信的广播、点对点、车对车、车对点中程远程高速空中接口参数和协议（含主/从通信和同级通信规范）”。其内容包括对ITS领域中的广播、点对点、车对车、车对点的中程远程高速通信标准化要求的调查。
NP21214技术报告考虑了ITS领域高速数据通信目前的和今后可能的要求，以确定标准化要求并对今后的工作项提出建议。数据通信在固定基础设施点之间、在移动的非车辆点之间、在车辆之间、在固定点（移动点）和车辆或其他固定点（移动点）之间进行。
报告认为，红外线技术可用来提供轻便的基础设施（在一些情况下是便携式的）高速通信。在目前的规定下，超过150M长ｘ100M宽的交易区可由单个轻便询问器提供有效的通信服务，这种询问器可固定在现有的基础设施上（路灯、道路标志杆、道路标志等）。
在车辆沿公路行驶时，间距为100M的红外线询问器链式网络可提供无线连续通信。
红外线通信的主要特征为：
 数据速率：拟设为1Mbps至1Gbps之间。
 沿链式信标的连续链式运行。
 建议的使用方式为电子商务、图象传送、乘客娱乐系统、出行者信息系统（包括视频、动态路径诱导、导航系统更新、车内高速互联网连接）。
三、IT产业相关短距离无线通信新技术
IT产业领域短距离高速无线通信技术发展非常迅速，比如Bluetooth、Wi-Fi、HomeRF、HiperLAN，这些都是短距离无线技术的名词。
802.11
IEEE在1997年发表了第一个无线LAN的标准802.11，而现在提到的802.11b是IEEE在1999年9月批准的，802.11b也被称为Wi-Fi， 802.11b的最高通讯速率为11Mbps，室内传送距离为50到150英尺，室外可达1000英尺。
不过随着时间推移，需要不断适应新的需求，所以IEEE又提出了802.11a和802.11g，另外的短距离无线通信标准还有HomeRF和Bluetooth。
这些标准中，802.11g、Bluetooth、HomeRF都和802.11b一样共享2.4GHz的频段。这个频段是无需授权就可以使用的。
HomeRF
这个标准是Proxim提出的，得到了Intel、Motorola的支持，去年8月2.0版推出，使得速率达到10Mbps。HomeRF的优势在于集成了语音和数据传送技术。
HomeRF和802.11b如果在一起使用无线传输将会互相干扰、互相阻塞，当前的设计它们都没有考虑到对方。顾名思义，HomeRF更侧重于家用，如无绳电话等，802.11b则是把LAN衍生到无线空间。
Bluetooth
Bluetooth可能是被我们更为熟知的技术了，它的目标是低带宽、短距离、低功耗的数据传送技术，用在PDA、手机、笔记本电脑等设备。
但是Bluetooth事实上是个迟到者，802.11b现在已经到了大规模生产降低成本的时候了，而Bluetooth产品刚刚开始进入市场。
虽然也都在2.4Ghz频段上，但是今年4月份IEEE的PAN(Personal Area Network)即802.15工作组最近提出一项议案，这将使Bluetooth和802.11b可以同时工作。
Hiperlan
Hiperlan是欧洲通信标准协会ETSI(European Telecommunications Standards Institute)主推的，有HiperLAN/1和HiperLAN/2两套标准，它们都同样运行在5GHz，但HiperLAN/2的传送速率更高，和802.11a一样，也是54Mbps，距离可达150米，室内室外均可使用，并且兼容3G WLAN系统，可以收发数据、图形、语音数据。
但是在频率选择上欧洲和美国没有协调，这就造成双方的产品未来都成为欧洲范围内使用或美国范围内使用的“本地”技术。这样标准不一致的话也可能会使得未来产品成本长期内不能降低。
IrDA短程光通信
短程光通信在信息产业（IT）应用领域，IrDA发展迅速并比较成熟，已在很多设备上得到普遍应用，但它是点对点的协议，而且目前的通信距离较小（几米以内）。IrDA物理层和数据链路层并不适合直接用于BEACON技术，但它比较成熟，进行仔细分析有助于适合BEACON的光通信技术开发。
IrDA是一种利用红外光进行短距离点对点通信的技术。推动这种技术发展的是红外数据协会( IrDA，Infrared Data Association)，它为短距离红外无线数据通信制定了一系列开放的协议与标准。IrDA规范化标准有两种版本，IrDA的1.0版本提供了最高为115.2kb/s的通信速率；1.1版本把最高速率扩展到4Mb/s，同时保持了与1.0版本的兼容性。在IrDA中，物理层(The Physical Layer)、链路接入协议(Ir LAP)、链路管理协议(Ir LMP)是必需的三个协议层。
四、区域覆盖的调频多工数据广播
数据广播是近年来在国际上发展非常迅速的一项业务，是继声音广播与电视广播后的第三种广播类型。调频多工数据广播是利用调频广播频谱的社会公益部分，增设数据信道进行点对点、点对面的数据广播方式。开办调频多工数据广播业务，具有投资省、见效快、效益好、应用广的特点。因此，广受国外广播部门的青睐。
从1958年起美国就已开办了调频辅助通信(SCA)业务，其中包括调频多工数据广播。七、八十年代，西欧亦兴起了开办数据广播系统(RDS)的热潮，并由欧洲广播 (EBU)组织直辖市，形成了统一的技术规范(即RDS规范)。1990年欧洲电工技术标准委员会(CENELCE)将其改变成EN50067标准，于1993年1月美国也制订了与西欧RDS相应的一个标准：RBDS标准。至此，RDS无线数据广播成了世界上第一个形成国际标准的数据广播系统。RDS规范的基本参数是：副载波频率为57kHz；调制方式为DPSK；数据速率1.1875kb/s; 多工电平±1.0kHz-±7.5kHz。
日本直到1985年才开始研究开发调频多工广播。1988年，日本广播协会(NHK)的东京调频广播台正式播出了适宜于固定接收方式的数据广播，主要用于广播教学。接收机有一块彩色LCD显示屏(640x480点阵)。基本参数：副载波频率76kHz；多工电平2.5%。该系统需配置专用的室外接收天线。
随后，日本NHK又转入研究开发供车辆接收使用的调频多工广播方式，这就是本文后面将介绍的数据广播信道(Data Radio Channel,DARC)系统。DARC系统已于1995年经国际电信推荐为 DARC系统较高的数据速率，以及较好的移动接收性能，得到了世界上许多国家广播电台的青睐。近年来，利用DARC系统已经开办数据广播业务的有美国、德国、法国、日本、瑞典和挪威等国。产品主要有两大类，一是车载移动接收设备，以日本的VICS(Vehicle Information Communication System)系统为典型代表。另一类是可视信息接收机，以瑞典等国的SWIFT(System for Wireless Information Forwarding and Teledistribution)为代表。
日本的VICS系统是在1996年4月建立的全车性的交通信息通信系统。该系统由交通指挥中心、无线通信系统及车载接收机设备三大部分组成。该系统的无线通信系统就是采用DARC，用以完成指挥中心向车辆传输交通信息。目前日本的装车量已达420万台，计划至2010年装车量将达车辆保有量的70%。
SWIFT主要是为了用户提供各种信息，如：新闻简要、天气预报、环境指数、交通信息、车船时刻、飞机航班、体育比赛、金融行情、旅游购物等，是传统的FM广播接收机的升级产品。 总之，DARC系统在现阶段是广播电台用以开办数据广播业务的良好工具，具有较强的市场竞争力。
五、结论
根据对ITS领域的专用通信技术和IT领域的通用通信技术的基本比较研究，有以下初步结论：
1、光信标的传输速率可以轻易达到1Mbps以上的高水平，工作频段在850nm附近，但传输距离受发射功率、气象条件、遮挡情况影响很大。只要采用较大的发射功率，完全可以实现10~30米的通信距离。总体讲可以用于交通控制领域的信息发布，但存在较多的限制条件，有一定的发展潜力。从技术的通用性讲，有赖于IrDA技术的更远距离发展。
2、微波/射频信标的作用距离可调节余地较大，可以从十几米到几百米，甚至更远。传输速率也从每秒几百比特到一兆比特。射频信标的设计较简单，成本低廉。微波信标的设计较复杂，成本较高。微波/射频信标的芯片支持情况较好，开发实用的路侧支撑系统在技术上是完全可行的，但由于专用的特点，需要从经济上进行进一步评估。遵循DSRC通信协议是较明智的选择。
3、搭建大范围的路侧交通信息发布系统，更宜利用交通广播台的调频副载波边带发送低速的广播性交通数据信息，再辅以区域范围内的红外/微波/射频高速信标进行小范围内特定信息发布。从而充分发挥多种信息发布技术的比较优势。
4、交通控制用信标的成功应用必须有良好的交通共用信息平台的支撑，交通共用信息平台对以各种方式采集的交通信息进行处理和整理，再通过信标发送给道路上行驶的车辆使用。日本的VICS系统就是一个成熟的商业化运作的交通共用信息平台和路侧支撑系统典范。
国际标准：Rec.ITU-R BS.1194。
智能运输系统（Intelligent Transport Systems，简称ITS）是信息化技术在交通运输领域的具体运用和体现。以日本为代表的在交通信息和交通诱导方面建立的VICS系统就是ITS领域交通控制与诱导的崭新方式。它采用建立多部门的共用信息平台机制，通过路侧的短距离交通信息发布系统向过往车辆发送交通控制与诱导信息。交通控制更强调通过向出行者提供更多的交通信息服务来实现宏观调控，也即由传统的主动直接控制变为间接调控。
根据交通控制与诱导的目的和范围，信息发布的装置可分为短程信标和中远距离信标。信标又常称为BEACON，根据信息传播的媒介可分为光信标、射频/微波信标。根据传输速率可以分为低速信标和高速信标。传统的交通广播采用调频副载波方式发布数据化的交通信息是一种大作用范围的射频信标。通过对各种短距离交通信息发布技术的比较研究,可以为建立交通控制和路径诱导的路侧支撑系统提供决策依据。
二、ITS领域短距离通信技术的新进展
（1）DSRC通信技术
国际上专门开发了适用于ITS领域的道路与车辆之间的通信协议，即专用短程通信（Dedicated Short Range Communication，简称DSRC）协议。DSRC协议是ITS的基础与核心，它是一组无线通信协议，它通过信息的双向传输将车辆和道路有机地连接起来，实现信息的双向交互。
关于采用850nm红外技术的DSRC协议物理层技术文件仅有标准草案，仍在讨论之中。
CEN/TC278 DSRC标准的主要特点是：5.8GHz被动式微波通信，中等通信速率（500Kbps 上行，250Kbps下行），调制方式为ASK和BPSK。
应用DSRC协议的实用系统主要包括三个部分：车载单元（On-Board Unit，简称OBU）、路边设备（Road-Side equipment，简称RSE）以及专用短程通信DSRC协议栈，其中DSRC协议栈又可以分为三个层次：物理层、数据链路层和应用层，具体的DSRC系统模型可参考图1。
（2） CALM通信技术
ISO/TC204 WG16就是关于CALM通信技术标准研究的工作组。目前关于红外线技术通信的文件有 NP21214，题目为“在ITS领域中使用850nm红外通信的广播、点对点、车对车、车对点中程远程高速空中接口参数和协议（含主/从通信和同级通信规范）”。其内容包括对ITS领域中的广播、点对点、车对车、车对点的中程远程高速通信标准化要求的调查。
NP21214技术报告考虑了ITS领域高速数据通信目前的和今后可能的要求，以确定标准化要求并对今后的工作项提出建议。数据通信在固定基础设施点之间、在移动的非车辆点之间、在车辆之间、在固定点（移动点）和车辆或其他固定点（移动点）之间进行。
报告认为，红外线技术可用来提供轻便的基础设施（在一些情况下是便携式的）高速通信。在目前的规定下，超过150M长ｘ100M宽的交易区可由单个轻便询问器提供有效的通信服务，这种询问器可固定在现有的基础设施上（路灯、道路标志杆、道路标志等）。
在车辆沿公路行驶时，间距为100M的红外线询问器链式网络可提供无线连续通信。
红外线通信的主要特征为：
 数据速率：拟设为1Mbps至1Gbps之间。
 沿链式信标的连续链式运行。
 建议的使用方式为电子商务、图象传送、乘客娱乐系统、出行者信息系统（包括视频、动态路径诱导、导航系统更新、车内高速互联网连接）。
三、IT产业相关短距离无线通信新技术
IT产业领域短距离高速无线通信技术发展非常迅速，比如Bluetooth、Wi-Fi、HomeRF、HiperLAN，这些都是短距离无线技术的名词。
802.11
IEEE在1997年发表了第一个无线LAN的标准802.11，而现在提到的802.11b是IEEE在1999年9月批准的，802.11b也被称为Wi-Fi， 802.11b的最高通讯速率为11Mbps，室内传送距离为50到150英尺，室外可达1000英尺。
不过随着时间推移，需要不断适应新的需求，所以IEEE又提出了802.11a和802.11g，另外的短距离无线通信标准还有HomeRF和Bluetooth。
这些标准中，802.11g、Bluetooth、HomeRF都和802.11b一样共享2.4GHz的频段。这个频段是无需授权就可以使用的。
HomeRF
这个标准是Proxim提出的，得到了Intel、Motorola的支持，去年8月2.0版推出，使得速率达到10Mbps。HomeRF的优势在于集成了语音和数据传送技术。
HomeRF和802.11b如果在一起使用无线传输将会互相干扰、互相阻塞，当前的设计它们都没有考虑到对方。顾名思义，HomeRF更侧重于家用，如无绳电话等，802.11b则是把LAN衍生到无线空间。
Bluetooth
Bluetooth可能是被我们更为熟知的技术了，它的目标是低带宽、短距离、低功耗的数据传送技术，用在PDA、手机、笔记本电脑等设备。
但是Bluetooth事实上是个迟到者，802.11b现在已经到了大规模生产降低成本的时候了，而Bluetooth产品刚刚开始进入市场。
虽然也都在2.4Ghz频段上，但是今年4月份IEEE的PAN(Personal Area Network)即802.15工作组最近提出一项议案，这将使Bluetooth和802.11b可以同时工作。
Hiperlan
Hiperlan是欧洲通信标准协会ETSI(European Telecommunications Standards Institute)主推的，有HiperLAN/1和HiperLAN/2两套标准，它们都同样运行在5GHz，但HiperLAN/2的传送速率更高，和802.11a一样，也是54Mbps，距离可达150米，室内室外均可使用，并且兼容3G WLAN系统，可以收发数据、图形、语音数据。
但是在频率选择上欧洲和美国没有协调，这就造成双方的产品未来都成为欧洲范围内使用或美国范围内使用的“本地”技术。这样标准不一致的话也可能会使得未来产品成本长期内不能降低。
IrDA短程光通信
短程光通信在信息产业（IT）应用领域，IrDA发展迅速并比较成熟，已在很多设备上得到普遍应用，但它是点对点的协议，而且目前的通信距离较小（几米以内）。IrDA物理层和数据链路层并不适合直接用于BEACON技术，但它比较成熟，进行仔细分析有助于适合BEACON的光通信技术开发。
IrDA是一种利用红外光进行短距离点对点通信的技术。推动这种技术发展的是红外数据协会( IrDA，Infrared Data Association)，它为短距离红外无线数据通信制定了一系列开放的协议与标准。IrDA规范化标准有两种版本，IrDA的1.0版本提供了最高为115.2kb/s的通信速率；1.1版本把最高速率扩展到4Mb/s，同时保持了与1.0版本的兼容性。在IrDA中，物理层(The Physical Layer)、链路接入协议(Ir LAP)、链路管理协议(Ir LMP)是必需的三个协议层。
四、区域覆盖的调频多工数据广播
数据广播是近年来在国际上发展非常迅速的一项业务，是继声音广播与电视广播后的第三种广播类型。调频多工数据广播是利用调频广播频谱的社会公益部分，增设数据信道进行点对点、点对面的数据广播方式。开办调频多工数据广播业务，具有投资省、见效快、效益好、应用广的特点。因此，广受国外广播部门的青睐。
从1958年起美国就已开办了调频辅助通信(SCA)业务，其中包括调频多工数据广播。七、八十年代，西欧亦兴起了开办数据广播系统(RDS)的热潮，并由欧洲广播 (EBU)组织直辖市，形成了统一的技术规范(即RDS规范)。1990年欧洲电工技术标准委员会(CENELCE)将其改变成EN50067标准，于1993年1月美国也制订了与西欧RDS相应的一个标准：RBDS标准。至此，RDS无线数据广播成了世界上第一个形成国际标准的数据广播系统。RDS规范的基本参数是：副载波频率为57kHz；调制方式为DPSK；数据速率1.1875kb/s; 多工电平±1.0kHz-±7.5kHz。
日本直到1985年才开始研究开发调频多工广播。1988年，日本广播协会(NHK)的东京调频广播台正式播出了适宜于固定接收方式的数据广播，主要用于广播教学。接收机有一块彩色LCD显示屏(640x480点阵)。基本参数：副载波频率76kHz；多工电平2.5%。该系统需配置专用的室外接收天线。
随后，日本NHK又转入研究开发供车辆接收使用的调频多工广播方式，这就是本文后面将介绍的数据广播信道(Data Radio Channel,DARC)系统。DARC系统已于1995年经国际电信推荐为 DARC系统较高的数据速率，以及较好的移动接收性能，得到了世界上许多国家广播电台的青睐。近年来，利用DARC系统已经开办数据广播业务的有美国、德国、法国、日本、瑞典和挪威等国。产品主要有两大类，一是车载移动接收设备，以日本的VICS(Vehicle Information Communication System)系统为典型代表。另一类是可视信息接收机，以瑞典等国的SWIFT(System for Wireless Information Forwarding and Teledistribution)为代表。
日本的VICS系统是在1996年4月建立的全车性的交通信息通信系统。该系统由交通指挥中心、无线通信系统及车载接收机设备三大部分组成。该系统的无线通信系统就是采用DARC，用以完成指挥中心向车辆传输交通信息。目前日本的装车量已达420万台，计划至2010年装车量将达车辆保有量的70%。
SWIFT主要是为了用户提供各种信息，如：新闻简要、天气预报、环境指数、交通信息、车船时刻、飞机航班、体育比赛、金融行情、旅游购物等，是传统的FM广播接收机的升级产品。 总之，DARC系统在现阶段是广播电台用以开办数据广播业务的良好工具，具有较强的市场竞争力。
五、结论
根据对ITS领域的专用通信技术和IT领域的通用通信技术的基本比较研究，有以下初步结论：
1、光信标的传输速率可以轻易达到1Mbps以上的高水平，工作频段在850nm附近，但传输距离受发射功率、气象条件、遮挡情况影响很大。只要采用较大的发射功率，完全可以实现10~30米的通信距离。总体讲可以用于交通控制领域的信息发布，但存在较多的限制条件，有一定的发展潜力。从技术的通用性讲，有赖于IrDA技术的更远距离发展。
2、微波/射频信标的作用距离可调节余地较大，可以从十几米到几百米，甚至更远。传输速率也从每秒几百比特到一兆比特。射频信标的设计较简单，成本低廉。微波信标的设计较复杂，成本较高。微波/射频信标的芯片支持情况较好，开发实用的路侧支撑系统在技术上是完全可行的，但由于专用的特点，需要从经济上进行进一步评估。遵循DSRC通信协议是较明智的选择。
3、搭建大范围的路侧交通信息发布系统，更宜利用交通广播台的调频副载波边带发送低速的广播性交通数据信息，再辅以区域范围内的红外/微波/射频高速信标进行小范围内特定信息发布。从而充分发挥多种信息发布技术的比较优势。
4、交通控制用信标的成功应用必须有良好的交通共用信息平台的支撑，交通共用信息平台对以各种方式采集的交通信息进行处理和整理，再通过信标发送给道路上行驶的车辆使用。日本的VICS系统就是一个成熟的商业化运作的交通共用信息平台和路侧支撑系统典范。
国际标准：Rec.ITU-R BS.1194。
