【YD通讯标准】 基于公用通信网的车载网关技术要求

ICS33.040.40
中华人民共和国通信行业标准
YD/T3086-2016
基于公用通信网的车载网关技术要求Vehicle gateway specification requirements based onpubliccommunicationnetwork
2016-04-05发布
2016-07-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布前
范围·
2规范性引用文件
3缩略语
术语和定义
网关的位置和类型，
车载网关与其他系统的连接关系·网关的类型
应用场景
基础通信
紧急救援·
安防监控·
远程诊断·
远程控制
辅助驾驶（道路信息提示）
信息娱乐
车内热点·
车车或车路通信·
7网关架构
总体架构
软件架构…
功能要求
无线接入功能·
车内连接功能·
网络和传输功能
控制和管理功能·
9接口技术要求·
与汽车总线的接口要求·
与车内设备的无线接口要求·
9.3与车内设备的有线接口要求…10性能要求
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无线射频性能·
解调性能·
时延性能
10.4电气性能·
安装及可靠性·
附录A（规范性附录）汽车总线接口定义及描述I
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本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。YD/T3086-2016
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由中国通信标准化协会提出并归口。本标准起草单位：中国联合网络通信集团有限公司、华为技术有限公司、中国信息通信研究院、中国电信集团公司、大唐电信科技产业集团、中国普天信息产业股份有限公司。本标准主要起草人：陶蒙华、邱怀姗、汤立波、葛雨明、沈利锷、李凤、李晓华。Ⅲ
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1范围
基于公用通信网的车载网关技术要求YD/T3086-2016
本标准规定了基于公用通信网的车载通信网关的位置和类型、应用场景、网关架构、功能要求、接口要求、性能要求等。
本标准适用于基于公用通信网的车载通信网关。规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T2423.3电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Cab：恒定湿热方法GB/T2423.4电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Db交变湿热（12h十12h循环）GB/T2423.18-2000电工电子产品环境试验第2部分：试验试验Kb：盐雾，交变（氯化钠溶液）GB4208-2008外壳防护等级(IP代码）GB/T4798.5-2007电工电子产品应用环境条件第5部分：地面车辆使用GB4943.1-2011信息技术设备安全GB/T22450900/1800MHzTDMA数字蜂窝移动通信系统电磁兼容性限值和测量方法GB/T22451-2008无线通信设备电磁兼容性通用要求YD/T1214900/1800MHzTDMA数字蜂窝移动通信网通用分组无线业务（GPRS）设备技术要求：移动台
YD/T13672GTD-SCDMA数字蜂窝移动通信网终端设备技术要求。YD/T15472GHzWCDMA数字蜂窝移动通信网终端设备技术要求（第三阶段）YDT1592.1-20072GHzTD-SCDMA数字蜂窝移动通信系统电磁兼容性要求和测量方法YD/T2204800MHz/2GHzcdma2000数字蜂窝移动通信网设备技术要求：高速分组数据（HRPD）（第三阶段）接入终端（AT）
YD/T2573LTEFDD数字蜂窝移动通信网基站设备技术要求（第一阶段）QC/T417汽车用片式插接件
QC/T418汽车用片式插接器技术条件3GPPTS25.101用户设备(UE)无线传输和接收(FDD）（TechnicalSpecificationGroupRadioAccessNetwork;User Equipment (UE) radio transmission and reception (FDD))3GPPTS25.102用户设备(UE)无线发射和接收(TDD）（TechnicalSpecificationGroupRadioAccessNetwork;User Equipment (UE) radio transmission and reception (TDD))3GPPTS36.101R9演进通用陆地无线接入(E-UTRA)：用户设备(UE)无线电传输和接收（EvolvedUniversal Terrestrial Radio Access (E-UTRA);User Equipment (UE) radio transmission and reception)3GPPTS45.005无线传输和接收（Technical SpecificationGroupGSM/EDGERadioAccess1
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Network;Radiotransmissionand reception)3GPP2C.S0011-AV2.0cdma2000扩频移动台的推荐性最低性能标准（RecommendedMinimumPerformanceStandardsforcdma2oooSpread SpectrumMobileStations)3GPP2C.S0033-AV2.0cmda2000高速率分组数据接入终端的建议最低性能（RecommendedMinimumPerformanceStandards forcdma2000Spread Spectrum MobileStations)ISO11898公路车辆-交互数字信息-高速通信的控制器区域网(CAN)（Roadvehicles--Controllerareanetwork (CAN)
ISO11519公路车辆-低速串行数据通信（Roadvehicles--Low-speedserialdatacommunication）IEEE802.3以太网标准（StandardforEthernet）通用串行总线规范2.0(Universal SerialBusSpecificationRevision2.0)3
缩略语
下列缩略语适用于本文件。
3rd Generation Partnership Project3rdGenerationPartnershipProject2Application Programming InterfaceAudio Video Navi
Controller Area Network
DynamicHostConfigurationProtocolDomain Name System
Denial of Service
Extensible Authentication ProtocolGlobal Navigation Satellite SystemGlobal Positioning System
Graphical User Interface
HyperTextTransferProtocol
Internet Protocol
Long Term Evolution
Media Access Control
On-Board Diagnostic
OpenSystemInterconnectionReferenceModelPoint-to-Point Protocol
Quality of Service
Radio Link Failure
Subscriber Identity Module
Stateful Packet Inspection
Service Set Identifier
Secure Sockets Layer
第三代合作伙伴项目
第三代合作伙伴项目2
应用程序接口
车载影音导航
控制器局域网络
动态主机配置协议
域名系统
拒绝服务
全球卫星导航系统
全球定位系统
图形用户界面
超文本传输协议
网际协议
长期演进
媒体控制协议
车载诊断
开放系统互联参考模型
点对点协议
服务质量Www.bzxZ.net
无线链路失败
客户识别模块
全状态数据包检测
服务集标识
安全套接层
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术语和定义
Transmission Control ProtocolUser Datagram Protocol
Uniform Resource Locator
Universal Serial Bus
Vehicle Gateway
Virtual Private Network
传输控制协议
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用户数据报协议
统一资源定位符
通用串行总线
汽车网关
虚拟专用网络
WirelessLANAuthenticationandPrivacyInfrastructure无线局域网鉴别和保密基础结构Wired Equivalent Privacy
Wireless Local AreaNetwork
Wireless Fidelity
WiFi Protected Access
WiFiProtected Access version2下列术语和定义适用于本文件。车载网关VehicleGateway
有线等效保密
无线本地局域网
无线保真
无线保真保护接入
无线保真保护接入版本2
特指基于公众通信网络的车载网关，是安装在车辆上的通信设备。主要功能将各种无线网络、有线网络、设备和公共网络桥接起来，并且在它们之间传输具有一定的服务质量和安全、可靠性的应用数据和汽车控制信息。
车载信息娱乐系统In-VehicleInfotainment集成了Audio（音频）、Video（视频）、Navigation（导航）的一体化车载主机。4.3
图形用户接口GraphicalUserInterface采用图形显示的操作用户界面或接口。4.4
无线多媒体WiFiMultimedia，WMM802.11e标准的一个子集。WMM允许无线通信根据数据类型定义一个优先级范围。比如，时间敏感的数据，如视频/音频数据，将比普通的数据有更高的优先级。4.5
无线接入点AccessPoint
特指WiFi无线接入点，就是WiFi共享上网中的无线交换机，是移动终端用户进入网络的接入点4.6
ACC电源AccessoryPower
车载供电电源。
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网关的位置和类型
5.1车载网关与其他系统的连接关系车载网关为车内设备/系统和网络侧通信提供统一接口，用户通过有线或无线的方式和车载网关连接车载网关与周边系统的连接可分为三类，示例见图1。a）车内无线外接设备，如用户终端等；b）车内有线外接设备，如摄像头，麦克风等：c）汽车总线，比如通过CAN总线连接里程记录仪、监控仪和监控器等。车内无线设备
WiFi.其他
车内有线设备
USB，其他
汽车总线
CAN，其他
车载网关
无线接入
网，比如
2G/3G/LTE
图1车载网关与其他系统/设备的连接关系网关根据提供的功能，可以映射到OSI不同的层次。核心网
当网关本身集成应用服务功能模块时（比如完成业务和应用的交互和显示等），此时网关对应OSI的物理层到应用层，
当网关作为通信节点和传输通道，为用户和设备提供多协议接入、协议转换和防火墙等，此时网关对应OSI的物理层到传输层。
5.2网关的类型
网关包括前装网关和后装网关。前装网关是指汽车在出场前已经将网关预装在车内：后装网关是指对已出厂的不具备网关功能的汽车外接设备，使其具备车载网关的功能6
应用场景
基础通信
车载网关应具备数据、短信等基础通信能力，可以具有语音通信能力。紧急救援
车辆发生意外时，车载网关应自动或以按键触发及时发起救援请求呼叫。呼叫方式支持数据信息发送以及语音呼叫。应用平台收到求救信息时可以通过语音回拨与事故车辆建立语音连接，以便进一步了解事故情况。紧急呼叫数据信息携带必要的车况信息，为相关救援单位的救援行动提供依据。应用平台收到呼叫后提供转发至最近救援单位，以提供紧急救援服务。6.3安防监控
车主设定或由平台设置进入车辆防盗模式后，如遭遇车辆离开设定防护圈、被非法入侵或非授权启动、车速异常等情况时，车载网关将自动报警，远程平台对车辆进行定位监控，同时通过电话或短信等通知车主。当车辆被盗时，平台调用定位能力可对被盗车辆的位置信息进行检索、追踪，并及时报警。车载网关外接视频采集器件，车内图像及语音根据控制中心需要回传应用平台，对车内状况进行实时监控。同时音视频信息记录在内部存储单元，供事后回放分析。4
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6.4远程诊断
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远程诊断可分为主动式及被动式两种模式。主动式即车主在驾车过程中感觉车况存在问题或有查询车辆状态需求时，利用一键式诊断功能主动请求远程诊断；被动式则由车载网关定期将车辆行驶参数提交应用平台进行远程诊断。
以上两种方式都由车载网关结合汽车总线接口或OBD接口读取车辆相关数据，平台根据数据分析判断后将诊断报告发至车载网关或其他互联网设备，网关可通过外接其他设备后以短信或语音播报等方式传送至车主端。
6.5远程控制
在某些特定场景下，车载网关可根据用户或远程应用平台的操作指令，向车内电子控制器发送相应指令，从而实现车辆的系统控制：·远程开/关车门：
·远程智能找车/车辆定位：
·远程关灯/车窗；
·远程开/关报警装置：
·远程开关空调/调节温度。
6.6辅助驾驶（道路信息提示）
车载网关可外接车载AVN或显示屏，为用户提供车辆导航（语音导航、地图导航，兴趣点向导、最优路径规划）、交通信息（实时路况信息、重大事件通报）等辅助驾驶功能·车辆导航：结合路况信息的动态路径规划，智能规避拥堵。根据当前道路拥堵情况，为用户选择一条最合理的行车道路。
·交通信息：可在终端地图定时推送实时交通信息，在导航地图上以红黄绿三色标识道路拥堵状况。6.7信息娱乐
车载网关可外接车载AVN或显示屏，为用户提供信息娱乐功能，如在线音乐、有声读物或视频等，支持内容的在线播放及本地下载存储。支持信息查询功能，如天气/航班查询、新闻导读、股票指数等服务，通过人工坐席或短信下发的方式，为用户提供实时信息查询。6.8车内热点
车载网关具有车内无线局域网热点功能，车内个人电子设备（如手机、电脑、Pad等）可通过网关实现互联网接入。
6.9车车或车路通信
汽车之间，汽车和道路辅助设施之间在网络辅助下相互传输数据或告警信息。7网关架构
总体架构
车载网关总体架构如图2所示，主要分为设备接口子系统、中央处理子系统以及通信子系统。其中设备接口子系统负责车内设备的连接及数据传输，通信子系统负责汽车和外部网络或设备的连接及数据传输，中央处理子系统负责对各子系统的协调控制及接口的处理。车载网关满足QoS要求下的车内设备/网络、车外设备/网络的连接并提供应用服务5
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软件架构
架构分层
蜂窝通信
信息处理转发
通信子系统
WiFi通信
中央处理子系统
子系统控制管理
设备接口子系统
其他通信
API接口
10/100/1000M
车载网关系统的总体架构
车载网关软件架构如图3所示，包括接入层、网络通信层、服务层以及应用层（可选）。应用层
应用程序
应用加载
IPv6/IPv4协议
文件共享协议
车内接入层
服务层
配置维护
通信管理
网络通信层
TCP/UDP传输
路由协议
接入层
系统监控
其他传输协议
车外接入层
车载网关软件架构
7.2.2接入层
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车载网关接入层如图4、图5所示，包括车内接入层和车外接入层，完成对外各接口的协议适配及数据的封装解封装功能。其中车内接入层负责汽车和外部网络的通信接入协议的适配，包括蜂窝通信接口、WiFi通信接口、GNSS通信接口及其他无线通信接口。各通信接口包括接入所必须的物理层协议、数据链路层协议以及不同接入方式所需的专有协议。车外接入层
数据封装，解封装
2G/3G/LTE通信接口
WiFi通信接口
GNSS通信接口
图4车外接入层结构
其他无线通信接口
车内接入层主要负责车上设备和网关的连接，包括有线和无线连接协议的适配，如车内总线通信接口，USB通信接口，蓝牙通信接口、Wi通信接口及其他通信接口，各通信接口包括接入所必须的物理层协议、数据链路层协议以及不同接入方式所需的专有协议。车内接入层
数据封装，解封装
车内总线通信接口
7.2.3网络通信层
USB通信接口
蓝牙通信接口
图5车内接入层结构
WiFi通信接口
其他通信接口
网络通信层为数据的传输提供可靠的通道，包括OSI中网络层、传输层及部分应用层协议。其中安全协议提供可靠传输，包括IPSec协议、SSL协议以及Firewall系列协议；文件共享协议为文件共享提供基础服务，如Samba；网络通信层协议还包括HTTP、VPN、DHCP、DNS。7.2.4服务层
服务层为网关提供应用支撑、管理支撑以及维护和监控，同时为数据传输提供所需的QoS保障。其中配置维护包括日志及远程升级、远程管理，如CPE广域网管理协议。可选支持MirroLink协议及其相关功能。
7.2.5应用层（可选）
基于特定应用场景应用层，主要提供API以及提供特定的应用服务，如视频监控、位置上报。8
功能要求
8.1无线接入功能
8.1.1无线网络接口要求
车载网关应支持移动通信网络行业标准，至少要支持2G、3G和LTE中的一种或几种，具体的通信标准应符合相关通信行业标准。蜂窝通信应支持内外置天线，并支持内外置天线切换。车载网关应支持WiFi7
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无线数据传输功能，能够接入外部AP进行数据传输以及作为AP供车内其他设备接入。a）2G接入功能：
车载网关2G模式需支持3GPPGSM/GPRS/EDGE功能，并满足3GPP相关物理层标准2G模式下支持的频段见YD/T1214。b）3G接入功能：
车载3G模式需支持TD-SCDMA、WCDMA制式下至少支持3GPPR6，2X2MIMO：cdma2000制式下至少支持cdma2000EV-DORev.A。3G模式下支持频段见YD/T1367、YD/T1547和YD/T2204。c）LTE接入功能：
车载LTE模式下需至少支持3GPPR9、Category4以上能力。LTE模式下支持的频段参照H-2013000628TD-LTE数字蜂窝移动通信网终端设备技术要求（第一阶段。
d）WiFi接入功能：
车载支持WiFi功能时，应满足IEEE802.11b/g/n相关标准，WiFi应支持内置定向天线，天线增益>5dBi可选支持外置天线。
WiFi应支持2.4G和5G双频并发，至少支持2X2MIMO，双流发送。对于5G可选支持3X3MIMO。支持频段符合IEEE802.11b/g/n相关标准规定。e）GNSS接入功能：
车载网关应至少支持北斗定位系统的数据采集、位置信息获取及周期性上报。上报周期可配置。8.1.2永久在线
车载网关在开机状态下应支持永久在线功能，无需网络侧配合。8.1.3移动性
车载网关和公网通信需满足支持不同移动速度下的正常通信，支持移动速度不低于120km/h8.1.4无线接入策略要求
车载网关接入蜂窝网时应支持根据设置的规则进行2G/3G/4G/WiFi网络选择并进入相应工作模式进行通信的功能，需要支持网络接入优先级设置以及限制某种网络接入，如4G优先、3G优先、仅4G、仅3G等选网功能策略。
车载网关应支持业务接入控制，当工作在2G模式时（3G与4G网都不可用），只允许上传车辆基本数据和GPS定位信息，允许上传的车辆基本数据可由软件配置。当3G/4G网络重新可用时，自动切换到3G或4G模式。
8.1.5切换及测量策略要求
系统间测量及切换策略需支持系统优先级机制，即车载网关根据配置的优先级（本地配置4G优先、3G优先、仅4G、仅3G等）选择高优先级的网络测量和切换：默认情况下优先选择4G网络。车载网关应支持根据网络质量及网络负荷在不同制式的蜂窝网中切换。由于高速移动是车载网关主要场景之一，LTE模式下车载网关应具备RLF（RadioLinkFailure）上报功能以支持覆盖优化及移动鲁棒性优化。
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