5.8 WAVE Service Advertisement
5.8.1 General operation
广播式的应用服务会通过WSA在空中接口中公告,WSA封包在802.11的管理帧中。WSA的格式如下:
WSA的创建和传输是在应用请求广播式应用服务时初始化的。provider的WME从上层接收到请求后向MLME层发送请求,来开始这个广播服务。
系统参数下载到provider的MIB中是优先于普通操作(如网络配置)的,包含了可操作的信道和相关特性,和包含了IP网络配置信息的WRA。
应用可以通过WME来发送请求,WME把参数存入WME MIB中。
provider的WME构造WSA,发送给潜在的应用服务user。Provider WME收集应用信息来描述提供的应用服务,提前注册在它的MIB中的信道特征,把他们放在WSA中的service info中。此外,如果应用服务是面向IP的,那么WSA还要包含MIB中WRA中的IP网络配置信息。
如果有应用请求要求安全签名了,那么WSA需要签名,那才能说明它是可靠的,此时它就包含了安全头部和尾部,具体在1609.2中说明,它就是一个安全的WSA,就是上图的B,C步骤。
然后在步骤D中,WSA被传给provider MLME。接下来会被下层加上空中头,然后这个帧就会被当作802.11中的Vendor Specific Action管理帧发出去。
在某些情况下,provider可能会同时发出不止一个WSA。比如,作为一个WSA中包含2个不同的应用服务的可选方案还有,一个WSA包含一个应用服务要求安全性的以较高频率重复发送,另一个WSA包含另一个应用服务不要求安全性以较低频率重复发送。1609.3中对同时发送和接收多个WSA的操作并没有具体要求,也没有说不行。
5.8.2 WSA extensibility
WSA的每个部分(header, service info, channel info, WRA)都是可选的按1609.3中定义的扩展字段扩展的。比如可以选择在WSA头部包含发送者的位置。每个扩展字段前面都有相应WAVE Element ID标识和长度标识。这也让未来加入更多扩展性能成为可能,有助于版本间的兼容。
5.8.3 Other uses of the WSA
WSA不仅仅被设计为只用来传输应用服务信息,还包括操作的控制范围标识和无服务相关的信道参数。
WSA头部有个Country String
字段,用来标识操作的控制范围(如国家),只有在这个范围内系统才能工作。因为不同的国家相应的信道参数不同,这个在802.11中有详细描述,这个字段在被接收设备接收后可以用来配置相应范围内的正确配置。不过这个字段具体怎么用标准里面没有规定。
WSA的channel info中包含了应用服务相关的信道信息。channel info可能包含参数有DataRate, Transmit Power Level,还有可能有EDCA参数,以防在某些特殊信道没有默认参数可用。(EDCA是基于优先级的信道访问机制,在802.11中有描述,1609.4中也有规定)。WSA中可能包含有单独的channel info用来设置CCH的参数。
5.8.4 Repeat rate considerations
1609.3中描述了provider service request中包含的Repeat Rate字段,用来表示相关WSA被重复发送的速率。范围大概从100ms5次到5s一次。WME可能根据这个请求重复速率来估计传输速率,不过也不完全受他限制。
假设一个WSA,用来回复2个不同延迟的provider service request,因此需要不同的重复速率。WME可以选择以高重复速率发送这个WSA,这样能够同时满足两个请求的需求。
尽管没有在WAVE标准中规定,一个WME被设计为根据现有环境适当调整WSA发送速率。一个例子就是当CCH变的阻塞的时候,WSA的发送速率就会被降低来允许更多别的传输。Timing Advertisement的传输也会受到这样的影响。
5.8.5 Advertisement termination
同5.7.3.4
5.8.6 Adding and subtracting applications from an advertisement
provider的MLME在广播式应用服务期间构造WSA并发送出去。不同的应用服务可能在同一个SCH上广播,所以下一个WSA的service info内容可能不一样。为了支持这个功能,WSA的目的MAC地址被设置成广播地址。如果这个目的地址是单播地址的话,根据1609协议这个广播帧就不会被重复发送,因为底层传输的可靠性已无法保证。
WSA头部有一个2bit的Change Count
字段,当WSA的内容改变时这个值就会增加。user可以用这个值与上一个WSA的这个值比较来快速判断WSA是否有变化。
当收到的WSA的信息改变(包括产生新的安全证书)时,user的WME会更新MLME MIB中的信息,来表示应用服务的参数有改变。
5.9 Addresses and identifiers
5.9.1 MAC address
每一个在IEEE 802网络(譬如802.11)中的设备,都会被分配一个MAC地址用来通过数据链路层来传输数据包。同一个设备上不同的物理接口拥有不同的MAC地址,比如一个设备同时有WAVE和以太网物理接口,那么这两个接口拥有不同的MAC地址。MAC地址是48bit,每一个传输帧中的MAC帧头都包含了源MAC地址和目的MAC地址。
除了单播地址,还有支持广播的MAC目的地址,组播的MAC地址也是可以的,不过1609协议中没有要求。
1609协议提供了改变本地WAVE MAC地址的原语,用来保护设备操作者的隐私。改变MAC地址的操作流程1609没有具体定义。5.13.8有进一步解释。
5.9.2 IPv6 address
每一个作为IP主机或路由的设备都有一个或多个IP地址。IPv6能区分全球地址和本地链路地址。一个设备可以两个都有。全球地址是全球唯一的,与它相连的网络拥有相同的前缀,所以可以用来路由连接到的网络中传输的数据包。本地链路地址是由设备生成的,不是全球唯一的,所以只能用来区分同一个网络上的不同主机。IPv6也支持特殊的组播地址。
如果应用服务需要用到基于IP的通信时,那么它的WSA就会含有service provider的IP地址。
5.9.3 Protocol/port
1609.3支持TCP和UDP的端口号。当通过UDP或TCP收到一个IP数据包时,UDP或TCP的目的端口号被用来将数据包传输到合适的上层实体。
如果provider的应用服务需要用到基于IP的通信时,那么它的WSA就会含有相关的端口号。
5.9.4 PSID and PSC
不像5.8中介绍其他表示,PSID和PSC是由WAVE系统定义的。从网络服务的角度来说,PSID标识了属于一个或多个应用的一个应用服务。
PSID值由一个能确定PSID用途的组织来分配,比如是否在WSMP或WSA中用PSID,和这个PSID相关的通信消息的格式设置。相关的PSID列在1609.12中了。PSID可以从1个字节到4个字节,头bit位标识长度,具体可参考1609.3
WSMP中的PSID是用来将收到的数据根据PSID发送给相应的上层应用。
provider应用服务的PSID,或者PSC在广播时放进WSA中。user收到WSA时,WME会根据收到的WSA中PSID,与之前从本地应用发出的user service request中的PSID比较,来决定是否是需要的应用服务。
对于已经签名的WSM数据和WSA,PSID值包含在相关的安全证书中,用来表示发送实体已经通过认证,可以处理该PSID相关的数据。
WSA中的PSC包含了补充信息,比如相关应用服务的版本号,可以被user用来确认是否是所需的应用服务。PSC最多可以有31个8位字节长,可以包含数据或加密信息。PSC的格式由相关的PSID决定,由分配PSID的组织定义,所以上层对PSC的解释需要基于收到的PSID。譬如有的PSID相关的PSC是一个8bit版本号用来表示是否有最新的数据。
5.10 Priorities
WAVE标准中有两种类型的优先级。
1609.3中规定的服务优先级与应用服务请求有关,被WME用来判断那个应用首先访问通信服务。譬如provider广播应用服务时发生了冲突,或者user在加入广播式应用时发生了冲突。provider设置的服务优先级写在WSA的service info中,可以被user在是否加入时用以判断。
802.11底层在无线媒体上传输数据包时使用一种特殊的MAC传输的用户优先级。一个IP数据包被分配有与产生它的应用的传输分类相关的用户优先级。一个WSMP数据包由产生它的应用分配一个基于包到包的用户优先级。用户优先级是由802.11中的EDCA机制定义的。
5.11 Channel coordination and time synchronization
当使用WAVE通信时,时域和频域资源被切分以支持一系列通信选择。
WAVE设备基于交替访问机制可以访问一个或多个信道。一个使用场景就是一个单天线设备需要同时在SCH上传输数据,又要监控CCH上的数据。为此定义了信道间隔,如下图所示。
无线信道的交替访问是基于很多信道间隔的,这些信道间隔由一个基准时间来同步的。一个sync interval由一个CCH间隔接着一个SCH间隔组成。在CCH间隔,在CCH信道上传输。加入了一个应用服务的单天线设备可能需要在SCH间隔切换到指定的SCH信道。在CCH和SCH间隔前都有一个guard interval,用来进行信道切换,此时是不接受数据包的。1609.4中规定信道间隔是50ms,guard interval是4ms.
标准接受对信道间隔时长的调整,但是没有具体定义完成机制。信道协调相关参考1609.4
一个使用信道切换功能的单天线设备需要同步至标准时基。信道时钟定义了一个sync interval由一个UTC秒开始,UTC由GPS提供。一旦同步好,设备就会在正确的间隔中切换到目的信道。
一个802.11中的时钟广播帧也可以为了时钟同步来传输一个设备传输到另一个设备所需绝对时间的估计。数据交换并不一定要同步,除非是使用信道切换访问机制。对于信道协调来说每秒的界限很重要,绝对时间值可能在安全目的上才需要。
除了持续访问(CCH或SCH)和切换信道访问,WAVE标准还允许立即访问和扩充访问,如下所示:
立即访问允许user设备在解析WSA的应用服务后立即切换到SCH信道。扩充访问允许user设备,通常是在切换访问模式,在一个扩充的时间段内一直访问SCH。立即访问和扩充访问可以结合起来支持一个user设备在一个roadside service provider的有限区域内的有限时间里完成传输。
提供服务的设备被期望于有一根天线一直在SCH信道来支持扩充访问,C.2中有描述。provider在WSA的channel info中会表示它是否支持SCH上的持续访问或切换访问,或者user通过a priori字段了解(?)
5.12 Other features
5.12.1 Delivery of management message
WAVE标准沿用802.11中的Vendor Specific Action管理帧来在不同的WAVE设备间传递通用管理信息。信息流如下所示:

(1) 除了WSA外,一个管理实体产生一个
WME-ManagementDataService.request
请求发送到WME用来传输管理信息(2) 如果时机合适,WME提供一个支持的信道访问分配,WME产生一个
MLMEX-VSA.request
请求。(3) MLMEX产生一个
MLME-VSPECIFIC.request
(4) 动作命令进入队列,最终发送
(5) MAC收到帧后解析
(6) 带Organization Identifier的Vendor Specific Action帧的不能标识WAVE数据需要立即传输去的应用实体
(7) 带Organization Identifier的Vendor Specific Action帧,标识WAVE数据需要传输去1609 MLMEX
(8) 信息被传输至WME,WME根据管理ID值来处理数据。管理ID由1609.3描述,如果标识是WSA,那么将被WME解析处理
(9) 其他管理ID可能是由1609实体分配的,当收到这样的管理帧时,WME把这些信息传送到相关应用实体。
5.12.2 Channel-specific IEEE 802.11 primitives
802.11假设的是单信道操作。WAVE标准增添了多信道操作。有一些802.11协议的功能,由802.11定义的原语可以访问的,WAVE设备也想用。但是这些原语在WAVE设备上可能会操作混乱,因为他们并没有预计到设备可以在多信道上切换。1609.4的MLMEX-SendPrimitive
原语可以把802.11的原语拓展到多信道操作上。
一个管理实体可能会通过MLME SAP访问802.11。对于信道相关的原语,管理实体会用MLMEX-SendPrimitive
请求来代替原来的原语,请求包含原来的802.11 MLME原语和信道ID。对于需要传输数据的原语,管理实体也会标识出传输发生在哪个信道间隔。
特性如下图所示,虚线是802.11功能,实线是1609功能。暂时还没有802.11的原语参与1609功能的。