全栈ITS-G5 DSRC通信数据集

全栈ITS-G5 DSRC通信数据集是由布里斯托大学电气与电子工程系创建，专注于在授权和非授权频段上进行的全栈ITS-G5 DSRC通信研究。该数据集包含网络交互，涉及两个车载单元（OBUs）和四个路边单元（RSUs），在布里斯托的FLOURISH测试轨道上进行。数据集记录了每个传输和接收的协作感知消息（CAMs）及其接收信号强度指示器（RSSI）值和精确位置信息。此数据集适用于校准城市环境中全栈车辆模拟器的物理层，特别是在MAC层PDR与RSSI值直接相关的情况下。数据集的应用领域包括评估ITS-G5 DSRC系统在不同频段上的性能，以及为网络安全专家提供研究基础，以识别和防范潜在的通信威胁。

The full-stack ITS-G5 DSRC communication dataset was created by the Department of Electrical and Electronic Engineering, University of Bristol, focusing on full-stack ITS-G5 DSRC communication research conducted in both licensed and unlicensed frequency bands. The dataset contains network interactions between two On-Board Units (OBUs) and four Road Side Units (RSUs), which were collected at the FLOURISH test track in Bristol. It records each transmitted and received Cooperative Awareness Message (CAM), along with their Received Signal Strength Indicator (RSSI) values and precise location information. This dataset is applicable for calibrating the physical layer of full-stack vehicle simulators in urban environments, particularly in scenarios where the MAC layer Packet Delivery Ratio (PDR) is directly correlated with RSSI values. The application areas of this dataset include evaluating the performance of ITS-G5 DSRC systems across different frequency bands, as well as providing a research foundation for cybersecurity experts to identify and defend against potential communication threats.

搜集汇总

数据集介绍

构建方式

该数据集基于英国布里斯托尔市FLOURISH测试轨道构建，全长约5公里，涵盖城市典型道路环境。部署了四个路侧单元（RSU）和两辆配备车载单元（OBU）的测试车辆。每个RSU和OBU均配备高低功率两套收发器，分别工作在授权DSRC频段与非授权ISM频段（2.4GHz-2.5GHz和5.725GHz-5.875GHz）。实验历时四天，每天分为上午和下午两个时段，车辆分别以顺时针和逆时针方向行驶，每辆OBU以10ms间隔广播协作感知消息（CAM），并通过PCAP和CSV格式记录收发数据，同时存储接收信号强度指示（RSSI）与精确位置信息。

特点

数据集的核心特点在于其全栈实测属性，覆盖从物理层到应用层的ITS-G5 DSRC通信交互。提供了MAC层分组投递率（PDR）与RSSI之间的经验映射关系，可直接用于简化物理层模型的全栈车载网络仿真器校准。数据涵盖车-基础设施（V2I）与车-车（V2V）两种通信模式，并跨越授权与非授权频段，支持对比分析。此外，原始数据经过滤处理生成MATLAB表格，便于高效处理与性能指标提取，如PDR热力图、感知范围及RSSI距离衰减曲线。

使用方法

研究者可通过访问数据仓库链接获取原始PCAP和CSV文件，或直接利用提供的MATLAB框架进行数据处理与分析。框架内置脚本可生成PDR热力图、感知范围及RSSI距离函数等关键性能指标。针对V2V交互分析，框架提供了专用脚本定位车辆间CAM收发时间戳并生成交互表格。用户还可通过修改脚本参数，筛选特定日期、收发器功率或RSU/OBU对，以聚焦特定场景下的网络交互行为。数据适用于车载通信系统性能评估、网络安全异常检测训练及C-V2X对比研究。

背景与挑战

背景概述

智能交通系统（ITS）的快速发展对车联网通信的可靠性与频谱效率提出了严苛要求。在此背景下，全栈ITS-G5 DSRC通信数据集由英国布里斯托大学的Andrea Tassi、Ioannis Mavromatis及Robert Piechocki于2019年创建，依托FLOURISH城市测试平台，针对车辆与基础设施及车辆间的通信场景，系统采集了授权DSRC频段与非授权ISM频段（2.4GHz与5.725-5.875GHz）下的网络交互数据。该数据集通过多日、多时段的路测实验，记录了合作感知消息的收发、接收信号强度指标及精确位置信息，为评估城市环境下MAC层分组投递率与RSSI的映射关系提供了实证基础，对校准全栈车载网络仿真器物理层、推动C-V2X与DSRC性能对比研究具有重要学术与应用价值。

当前挑战

该数据集所应对的核心挑战在于城市复杂环境下ITS-G5 DSRC通信性能的量化评估与跨频段适用性验证。具体挑战包括：其一，授权DSRC频段面临被C-V2X系统部分占用的频谱压力，亟需实证数据支持非授权ISM频段作为替代或补充方案的可行性；其二，城市道路中多径衰落、建筑物遮挡及动态交通流导致信号传播模型复杂，传统理论模型难以准确刻画实际PDR与RSSI关系；其三，构建过程中需解决多日、多车、多RSU跨时段同步采集的工程难题，包括车辆行驶速度差异、交通状况波动及数据去重与格式统一，以确保数万条CAM记录的时间对齐与空间一致性。

常用场景

经典使用场景

在车联网通信研究领域，全栈ITS-G5 DSRC通信数据集为评估城市环境中专用短程通信（DSRC）与ISM频段下的网络性能提供了宝贵资源。该数据集基于英国布里斯托尔FLOURISH测试轨道，记录了车载单元与路侧单元之间交换的合作感知消息（CAM），并附带接收信号强度指示（RSSI）与精确位置信息。经典使用场景包括利用实测的MAC层数据包投递率（PDR）与RSSI之间的函数关系，校准全栈车载网络模拟器中简化的物理层模型，从而在仿真环境中复现真实的通信行为。

衍生相关工作

该数据集衍生了一系列经典研究工作。Mavromatis等人基于该数据集发表了题为“Operating ITS-G5 DSRC over Unlicensed Bands: A City-Scale Performance Evaluation”的论文，系统评估了在免许可频段运行ITS-G5 DSRC的性能表现。此外，数据集提供的处理工具和MATLAB框架被后续研究广泛采用，用于生成PDR热力图、感知范围图及RSSI距离依赖曲线等关键性能指标。这些衍生工作不仅深化了对异构频段车联网通信的理解，也推动了全栈网络模拟器中物理层模型精度的提升，成为车联网仿真与测试领域的重要参考。

数据集最近研究

最新研究方向

在车联网（V2X）通信技术迅猛发展的当下，频谱资源的稀缺与动态分配成为核心议题。全栈ITS-G5 DSRC通信数据集聚焦于城市环境下授权与非授权频段的车辆通信性能评估，其前沿研究方向集中于利用实测的媒体接入控制层分组投递率与接收信号强度指示器映射关系，为全栈车载网络仿真器校准简化物理层模型。该数据集与C-V2X技术对授权DSRC频段的潜在竞争紧密关联，为比较两种技术在城市环境中的性能差异提供了实证基础。此外，数据集记录的车辆真实通信轨迹与信号强度信息，可支撑基于异常检测的网络安全研究，通过分析RSSI与位置信息的关联性识别恶意篡改的协作感知消息，从而推动车联网安全防护体系的智能化演进。

相关研究论文

• A Dataset of Full-Stack ITS-G5 DSRC Communications over Licensed and Unlicensed Bands Using a Large-Scale Urban Testbed

  布里斯托大学电气与电子工程系，英国 · 2019年