蜂窩車聯(lián)網(wǎng)（C-V2X）

第 1 章 概述 ............................................................................................................... 001

1.1 車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展背景 .......................................................................................... 002

1.1.1 信息通信技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用與演進(jìn) ......................................... 003

1.1.2 信息通信技術(shù)在交通行業(yè)的應(yīng)用與演進(jìn) ......................................... 013

1.1.3 車聯(lián)網(wǎng)支持的車路協(xié)同與自動駕駛................................................. 016

1.1.4 車聯(lián)網(wǎng)與 C-V2X ............................................................................... 020

1.2 全球發(fā)展態(tài)勢：政策、標(biāo)準(zhǔn)化 .................................................................. 025

1.2.1 全球主要國家政策 ............................................................................ 025

1.2.2 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 ................................................................................ 027

1.3 我國發(fā)展現(xiàn)狀：政策、標(biāo)準(zhǔn)化 .................................................................. 032

1.3.1 政策及規(guī)劃 ........................................................................................ 033

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)制定 ............................................................................................ 035

1.4 本書章節(jié)安排 .............................................................................................. 039

參考文獻(xiàn) ............................................................................................................... 041

第 2 章 車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求 ........................................................................................... 045

2.1 車聯(lián)網(wǎng)基本應(yīng)用需求 .................................................................................. 046

2.1.1 道路安全類應(yīng)用 ................................................................................ 046

2.1.2 交通效率類應(yīng)用 ................................................................................ 051

2.1.3 信息娛樂類應(yīng)用 ................................................................................ 053

001 

蜂窩車聯(lián)網(wǎng)（C-V2X） 

2.2 車聯(lián)網(wǎng)增強(qiáng)應(yīng)用需求 .................................................................................. 055

2.3 國內(nèi)外車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展 .................................................................. 059

2.3.1 SAE ..................................................................................................... 059

2.3.2 ETSI .................................................................................................... 061

2.3.3 3GPP ................................................................................................... 061

2.3.4 5GAA .................................................................................................. 062

2.3.5 China SAE .......................................................................................... 064

2.3.6 IMT-2020（5G）推進(jìn)組 C-V2X 工作組 .......................................... 066

2.4 小結(jié) .............................................................................................................. 067

參考文獻(xiàn) ............................................................................................................... 067

第 3 章 車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系 ............................................................... 071

3.1 車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu) .......................................................................................... 072

3.1.1 通信和應(yīng)用視角下的車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu) ............................................. 072

3.1.2 車路協(xié)同視角下的車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu) ................................................. 074

3.1.3 智能交通視角下的車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu) ................................................. 076

3.2 車聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)挑戰(zhàn) ...................................................................................... 077

3.3 車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系 .................................................................................. 078

3.4 IEEE 802.11p 技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn) ......................................................................... 080

3.4.1 IEEE 802.11p 技術(shù) ............................................................................. 080

3.4.2 IEEE 802.11p 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展及演進(jìn) ......................................................... 089

3.5 C-V2X 技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn) ...................................................................................... 089

3.5.1 蜂窩車聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計思想 ..................................................................... 089

3.5.2 LTE-V2X 關(guān)鍵技術(shù) ........................................................................... 091

3.5.3 NR-V2X 關(guān)鍵技術(shù) ............................................................................. 093

3.5.4 C-V2X 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展及演進(jìn) .................................................................... 095

3.6 IEEE 802.11p 與 C-V2X 技術(shù)對比 ............................................................ 097

3.7 IEEE 802.11p 和 C-V2X 仿真與實(shí)測性能對比 ........................................ 099

3.7.1 NGMN V2X 工作組仿真結(jié)果 ........................................................... 099

3.7.2 福特汽車（Ford）與大唐、高通（Qualcomm）實(shí)際道路測試結(jié)果

輸出到 5GAA ..................................................................................... 100

3.8 IEEE 802.11p 與 C-V2X 頻譜 .................................................................... 102

3.9 小結(jié) .............................................................................................................. 103

參考文獻(xiàn) ............................................................................................................... 103

002 Cellular Vehicle-to-Everything (C-V2X)

目錄

第 4 章 LTE-V2X 技術(shù) .............................................................................................. 107

4.1 研究背景與技術(shù)思路 .................................................................................. 108

4.2 技術(shù)需求 ...................................................................................................... 110

4.2.1 LTE-V2X 業(yè)務(wù)需求 ........................................................................... 110

4.2.2 LTE-V2X 的技術(shù)挑戰(zhàn) ....................................................................... 111

4.3 LTE-V2X 通信方式和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu).................................................................. 113

4.3.1 LTE-V2X 通信方式 ........................................................................... 113

4.3.2 LTE-V2X 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) ........................................................................... 118

4.4 無線接口協(xié)議棧 .......................................................................................... 121

4.5 物理層關(guān)鍵技術(shù) .......................................................................................... 124

4.5.1 傳輸波形、時頻資源定義、傳輸信道處理流程 ............................. 125

4.5.2 物理信道和物理信號 ........................................................................ 128

4.5.3 資源池配置 ........................................................................................ 130

4.6 資源分配方法 .............................................................................................. 134

4.6.1 概述 .................................................................................................... 134

4.6.2 自主資源選擇（模式 4） ................................................................. 136

4.6.3 基站分配資源（模式 3） ................................................................. 147

4.7 同步機(jī)制 ...................................................................................................... 148

4.8 服務(wù)質(zhì)量管理與擁塞控制 .......................................................................... 151

4.8.1 服務(wù)質(zhì)量管理 .................................................................................... 151

4.8.2 擁塞控制 ............................................................................................ 152

4.9 LTE-V2X 對 Uu 接口的增強(qiáng)技術(shù) .............................................................. 154

4.10 LTE-V2X 直通鏈路增強(qiáng)技術(shù) ................................................................... 155

4.11 小結(jié) ........................................................................................................... 158

參考文獻(xiàn) ............................................................................................................... 159

第 5 章 NR-V2X 技術(shù) ............................................................................................... 161

5.1 背景介紹 ...................................................................................................... 162

5.2 NR-V2X 部署場景 ....................................................................................... 163

5.3 NR-V2X *體架構(gòu) ....................................................................................... 165

5.3.1 NR-V2X 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) ............................................................................. 166

5.3.2 NR-V2X PC5 協(xié)議棧和信道映射關(guān)系 ............................................. 168

5.4 NR-V2X PC5 單播、多播和廣播通信模式管理 ...................................... 172

003 

蜂窩車聯(lián)網(wǎng)（C-V2X） 

5.4.1 NR-V2X PC5 廣播的管理 ................................................................. 172

5.4.2 NR-V2X PC5 多播的管理 ................................................................. 173

5.4.3 NR-V2X PC5 單播的管理 ................................................................. 174

5.5 NR-V2X 業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量管理機(jī)制 ............................................................... 176

5.6 NR-V2X 直通鏈路物理層技術(shù) ................................................................... 177

5.6.1 傳輸波形、參數(shù)集、部分帶寬和時頻資源的定義 ......................... 177

5.6.2 物理信道結(jié)構(gòu) .................................................................................... 180

5.6.3 NR-V2X 直通鏈路控制信令 ............................................................. 184

5.6.4 NR-V2X 資源池配置 ......................................................................... 186

5.7 NR-V2X 直通鏈路的 HARQ 反饋機(jī)制 ...................................................... 188

5.7.1 NR-V2X 單播的 HARQ 反饋機(jī)制 .................................................... 189

5.7.2 NR-V2X 多播的 HARQ 反饋機(jī)制 .................................................... 189

5.7.3 PSFCH 資源確定方法 ....................................................................... 192

5.7.4 多 PSFCH 時域沖突處理 .................................................................. 194

5.8 NR-V2X 直通鏈路的資源分配方法 ........................................................... 196

5.8.1 NR-V2X 模式 1 的資源分配方法 ..................................................... 196

5.8.2 NR-V2X 模式 2 的資源分配方法 ..................................................... 199

5.9 NR-V2X 直通鏈路的同步機(jī)制 ................................................................... 206

5.9.1 NR-V2X 自同步過程 ......................................................................... 206

5.9.2 直通鏈路同步信號塊（S-SSB）資源的配置 .................................. 207

5.10 NR-V2X 直通鏈路的功率控制技術(shù) ......................................................... 208

5.11 NR-V2X 直通鏈路信道狀態(tài)信息（CSI）的測量和反饋方法 ............... 210

5.12 NR-V2X 擁塞控制機(jī)制 ............................................................................. 212

5.13 跨無線接入技術(shù)調(diào)度機(jī)制 ........................................................................ 213

5.14 NR-V2X 與 LTE-V2X 設(shè)備內(nèi)共存 ............................................................ 214

5.15 小結(jié) ............................................................................................................ 216

參考文獻(xiàn) ............................................................................................................... 216

第 6 章 與 C-V2X 應(yīng)用相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù) .................................................................. 219

6.1 C-V2X 與移動邊緣計算 .............................................................................. 220

6.1.1 移動邊緣計算概述 ............................................................................. 220

6.1.2 C-V2X 與移動邊緣計算融合應(yīng)用場景 ............................................ 224

6.1.3 C-V2X 與移動邊緣計算融合架構(gòu) .................................................... 228

6.2 C-V2X 與 5G 網(wǎng)絡(luò)切片 .............................................................................. 231

004 Cellular Vehicle-to-Everything (C-V2X)

目錄

6.2.1 5G 網(wǎng)絡(luò)切片概述 .............................................................................. 231

6.2.2 5G 網(wǎng)絡(luò)切片支持車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用 ........................................................... 237

6.3 C-V2X 與高精度定位、車用高精度地圖 .................................................. 239

6.3.1 C-V2X 高精度定位需求 .................................................................... 240

6.3.2 基于 RTK 的 GNSS 高精度定位系統(tǒng)架構(gòu) ....................................... 241

6.3.3 基于 RTK 的 GNSS 高精度定位的關(guān)鍵技術(shù) ................................... 242

6.3.4 高精度定位的發(fā)展趨勢 .................................................................... 245

6.4 小結(jié) ............................................................................................................. 249

參考文獻(xiàn) ............................................................................................................... 249

第 7 章 C-V2X 車聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù) .............................................................................. 251

7.1 概述 ............................................................................................................. 252

7.2 C-V2X 安全系統(tǒng)架構(gòu) ................................................................................. 255

7.3 C-V2X 通信層安全技術(shù) ............................................................................. 257

7.3.1 C-V2X 通信層安全技術(shù)概述 ............................................................ 257

7.3.2 LTE-V2X 通信層安全技術(shù) ............................................................... 258

7.3.3 NR-V2X 通信層安全技術(shù) ................................................................. 259

7.4 C-V2X 應(yīng)用層安全技術(shù) ............................................................................. 261

7.4.1 C-V2X 應(yīng)用層安全技術(shù)概述 ............................................................ 261

7.4.2 C-V2X 應(yīng)用層安全體系架構(gòu) ............................................................ 262

7.4.3 C-V2X 安全管理證書 ........................................................................ 266

7.4.4 C-V2X 應(yīng)用層安全機(jī)制 .................................................................... 268

7.4.5 C-V2X 安全管理系統(tǒng)部署模式 ........................................................ 279

7.5 C-V2X 數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)...................................................................... 283

7.6 小結(jié) ............................................................................................................. 284

參考文獻(xiàn) ............................................................................................................... 285

第 8 章 C-V2X 車聯(lián)網(wǎng)頻譜需求與規(guī)劃 .................................................................. 287

8.1 C-V2X 車聯(lián)網(wǎng)頻譜需求研究...................................................................... 288

8.1.1 車聯(lián)網(wǎng)典型的安全應(yīng)用 .................................................................... 288

8.1.2 車聯(lián)網(wǎng)安全應(yīng)用頻譜需求分析 ........................................................ 289

8.2 國際 C-V2X 頻譜規(guī)劃 ................................................................................ 297

8.2.1 美國 .................................................................................................... 297

8.2.2 歐盟 .................................................................................................... 299

005 

蜂窩車聯(lián)網(wǎng)（C-V2X） 

8.2.3 日本 .................................................................................................... 300

8.2.4 韓國 .................................................................................................... 301

8.2.5 新加坡 ................................................................................................ 301

8.2.6 頻率資源分配小結(jié) ............................................................................. 302

8.3 我國 C-V2X 頻譜規(guī)劃 ................................................................................. 303

8.4 NR-V2X 頻譜需求及規(guī)劃展望 ................................................................... 304

8.5 小結(jié) .............................................................................................................. 306

參考文獻(xiàn) ............................................................................................................... 306

第 9 章 C-V2X 產(chǎn)業(yè)發(fā)展與應(yīng)用 ............................................................................... 309

9.1 C-V2X 產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建 ...................................................................................... 310

9.2 C-V2X 產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟 .......................................................................................... 312

9.3 C-V2X 互聯(lián)互通測試 .................................................................................. 314

9.3.1 V2X“三跨”互聯(lián)互通應(yīng)用 ............................................................. 315

9.3.2 C-V2X“四跨”互聯(lián)互通應(yīng)用 ......................................................... 316

9.3.3 C-V2X“新四跨”互聯(lián)互通應(yīng)用 ..................................................... 319

9.3.4 國外與 C-V2X 相關(guān)互聯(lián)互通測試 ................................................... 320

9.4 我國 C-V2X 示范區(qū)建設(shè) ............................................................................. 321

9.5 我國 C-V2X 測試評估體系 ......................................................................... 324

9.5.1 構(gòu)建 C-V2X 測試評估體系的背景 ................................................... 324

9.5.2 構(gòu)建 C-V2X 測試評估體系的方法 ................................................... 325

9.6 小結(jié) .............................................................................................................. 328

參考文獻(xiàn) ............................................................................................................... 329

第 10 章 C-V2X 應(yīng)用展望與新技術(shù)發(fā)展趨勢 ........................................................ 331

10.1 C-V2X 與智能交通、自動 駕駛的關(guān)系及其 3 個階段應(yīng)用 .................. 332

10.1.1 C-V2X 與智能交通、自動駕駛的關(guān)系 .......................................... 332

10.1.2 C-V2X 在智能交通、自動駕駛中的應(yīng)用發(fā)展階段 ...................... 334

10.2 C-V2X 新技術(shù)及發(fā)展趨勢 ........................................................................ 335

10.2.1 車聯(lián)網(wǎng)無線傳播環(huán)境信道建模 ....................................................... 335

10.2.2 基于 5G 和 B5G 的高精度定位 ...................................................... 337

10.2.3 雷達(dá)與通信融合在車聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用 ............................................... 339

10.2.4 C-V2X 與 MEC 的融合 ................................................................... 342

10.2.5 基于區(qū)塊鏈的車聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù) ....................................................... 344

006 Cellular Vehicle-to-Everything (C-V2X)

目錄

10.3 小結(jié) ........................................................................................................... 347

參考文獻(xiàn) ............................................................................................................... 347

附錄 A 縮略語 ........................................................................................................... 351

附錄 B ........................................................................................................................... 365

附錄 C ........................................................................................................................... 367