国之重器出版工程蜂窝车联网（C-V2X）_陈山枝胡金玲等_9787115555045

车联网是跨信息通信、汽车、交通等领域的交叉新兴技术。蜂窝车联网（C-V2X，Cellular Vehicle-to-Everything）技术是能保证低时延和高可靠性能的车联网专用无线通信技术。本书以车联网的发展背景、国内外发展态势为基础，以车联网基本应用和增强应用的性能需求为出发点，分析了车联网的系统架构和技术标准体系，重点介绍了C-V2X的两个技术演进阶段——LTE-V2X和NR-V2X的网络架构和关键技术，以及与C-V2X相关的其他关键技术、安全技术、频谱规划、产业发展与应用，并展望C-V2X的应用发展阶段、技术发展趋势。
本书的读者对象主要为从事与车联网相关的信息通信、交通、汽车、互联网等行业领域的技术研究、标准研究、产品开发、产业研究、政策研究、应用开发、业务运营等相关人员，以及高等院校相关专业的教师和学生。

是市场上首本全面介绍C-V2X技术的书籍，具有权威性和前瞻性。
大唐电信是C-V2X的主要推进者，于2012-2013年首家提出LTE-V2X概念及验证并主导3GPP国际标准制定，是我国C-V2X相关行业标准的牵头制定者。作者团队即是这个核心团队。

陈山枝：工学博士，教授级高级工程师，博士生导师。毕业于西安电子科技大学及北京邮电大学。国家杰出青年科学基金获得者，政府特殊津贴专家，新世纪百千万人才工程*人选。
现任中国信息通信科技集团有限公司党委常委、副总经理、专家委主任（大唐电信科技产业集团副总裁，大唐电信科技产业控股有限公司高级副总裁）。无线移动通信国家重点实验室主任，新一代移动通信无线网络与芯片技术国家工程实验室理事长及主任。
担任IEEE Fellow、中国电子学会理事、中国通信学会常务理事。现任四个IEEE权威通信期刊、《通信学报》和《电信科学》编委。曾任国家863计划信息技术领域专家组成员，以及国家「新一代宽带无线移动通信网」重大专项实施方案编制组专家成员等。为实现我国主导的TD-LTE 4G核心技术突破、国际标准制定和产业化做出了重要贡献。主持5G和车联网技术与标准研究及产业化工作。
已出版学术专著六部，其中SPRINGER出版的英文学术专著三部，在IEEE等*期刊发表SCI论文60多篇，申请和授权中国及欧美日韩发明专利50多件。曾获国家科学技术进步奖特等奖、一等奖、二等奖，国家技术发明奖二等奖、何梁何利基金科学与技术创新奖、光华工程科技奖等奖等荣誉。
胡金玲：工学硕士，教授级高级工程师，博士生导师。毕业于北京航空航天大学。现任大唐高鸿车联网首席专家及车联网事业部副总经理。曾获中国通信学会科学技术奖一等奖。

第 1 章概述 ............................................................................................................... 001
1.1 车联网发展背景 .......................................................................................... 002
1.1.1 信息通信技术在汽车行业的应用与演进 ......................................... 003
1.1.2 信息通信技术在交通行业的应用与演进 ......................................... 013
1.1.3 车联网支持的车路协同与自动驾驶................................................. 016
1.1.4 车联网与 C-V2X ............................................................................... 020
1.2 全球发展态势：政策、标准化 .................................................................. 025
1.2.1 全球主要国家政策 ............................................................................ 025
1.2.2 国际标准化组织 ................................................................................ 027
1.3 我国发展现状：政策、标准化 .................................................................. 032
1.3.1 政策及规划 ........................................................................................ 033
1.3.2 标准制定 ............................................................................................ 035
1.4 本书章节安排 .............................................................................................. 039
参考文献 ............................................................................................................... 041
第 2 章车联网应用需求 ........................................................................................... 045
2.1 车联网基本应用需求 .................................................................................. 046
2.1.1 道路安全类应用 ................................................................................ 046
2.1.2 交通效率类应用 ................................................................................ 051
2.1.3 信息娱乐类应用 ................................................................................ 053
001
蜂窝车联网（C-V2X）
2.2 车联网增强应用需求 .................................................................................. 055
2.3 国内外车联网应用的标准进展 .................................................................. 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）推进组 C-V2X 工作组 .......................................... 066
2.4 小结 .............................................................................................................. 067
参考文献 ............................................................................................................... 067
第 3 章车联网系统架构与技术标准体系 ............................................................... 071
3.1 车联网系统架构 .......................................................................................... 072
3.1.1 通信和应用视角下的车联网系统架构 ............................................. 072
3.1.2 车路协同视角下的车联网系统架构 ................................................. 074
3.1.3 智能交通视角下的车联网系统架构 ................................................. 076
3.2 车联网的技术挑战 ...................................................................................... 077
3.3 车联网技术标准体系 .................................................................................. 078
3.4 IEEE 802.11p 技术与标准 ......................................................................... 080
3.4.1 IEEE 802.11p 技术 ............................................................................. 080
3.4.2 IEEE 802.11p 标准进展及演进 ......................................................... 089
3.5 C-V2X 技术与标准 ...................................................................................... 089
3.5.1 蜂窝车联网的设计思想 ..................................................................... 089
3.5.2 LTE-V2X 关键技术 ........................................................................... 091
3.5.3 NR-V2X 关键技术 ............................................................................. 093
3.5.4 C-V2X 标准进展及演进 .................................................................... 095
3.6 IEEE 802.11p 与 C-V2X 技术对比 ............................................................ 097
3.7 IEEE 802.11p 和 C-V2X 仿真与实测性能对比 ........................................ 099
3.7.1 NGMN V2X 工作组仿真结果 ........................................................... 099
3.7.2 福特汽车（Ford）与大唐、高通（Qualcomm）实际道路测试结果
输出到 5GAA ..................................................................................... 100
3.8 IEEE 802.11p 与 C-V2X 频谱 .................................................................... 102
3.9 小结 .............................................................................................................. 103
参考文献 ............................................................................................................... 103
002 Cellular Vehicle-to-Everything (C-V2X)
目录
第 4 章 LTE-V2X 技术 .............................................................................................. 107
4.1 研究背景与技术思路 .................................................................................. 108
4.2 技术需求 ...................................................................................................... 110
4.2.1 LTE-V2X 业务需求 ........................................................................... 110
4.2.2 LTE-V2X 的技术挑战 ....................................................................... 111
4.3 LTE-V2X 通信方式和网络架构.................................................................. 113
4.3.1 LTE-V2X 通信方式 ........................................................................... 113
4.3.2 LTE-V2X 网络架构 ........................................................................... 118
4.4 无线接口协议栈 .......................................................................................... 121
4.5 物理层关键技术 .......................................................................................... 124
4.5.1 传输波形、时频资源定义、传输信道处理流程 ............................. 125
4.5.2 物理信道和物理信号 ........................................................................ 128
4.5.3 资源池配置 ........................................................................................ 130
4.6 资源分配方法 .............................................................................................. 134
4.6.1 概述 .................................................................................................... 134
4.6.2 自主资源选择（模式 4） ................................................................. 136
4.6.3 基站分配资源（模式 3） ................................................................. 147
4.7 同步机制 ...................................................................................................... 148
4.8 服务质量管理与拥塞控制 .......................................................................... 151
4.8.1 服务质量管理 .................................................................................... 151
4.8.2 拥塞控制 ............................................................................................ 152
4.9 LTE-V2X 对 Uu 接口的增强技术 .............................................................. 154
4.10 LTE-V2X 直通链路增强技术 ................................................................... 155
4.11 小结 ........................................................................................................... 158
参考文献 ............................................................................................................... 159
第 5 章 NR-V2X 技术 ............................................................................................... 161
5.1 背景介绍 ...................................................................................................... 162
5.2 NR-V2X 部署场景 ....................................................................................... 163
5.3 NR-V2X 总体架构 ....................................................................................... 165
5.3.1 NR-V2X 网络架构 ............................................................................. 166
5.3.2 NR-V2X PC5 协议栈和信道映射关系 ............................................. 168
5.4 NR-V2X PC5 单播、多播和广播通信模式管理 ...................................... 172
003
蜂窝车联网（C-V2X）
5.4.1 NR-V2X PC5 广播的管理 ................................................................. 172
5.4.2 NR-V2X PC5 多播的管理 ................................................................. 173
5.4.3 NR-V2X PC5 单播的管理 ................................................................. 174
5.5 NR-V2X 业务服务质量管理机制 ............................................................... 176
5.6 NR-V2X 直通链路物理层技术 ................................................................... 177
5.6.1 传输波形、参数集、部分带宽和时频资源的定义 ......................... 177
5.6.2 物理信道结构 .................................................................................... 180
5.6.3 NR-V2X 直通链路控制信令 ............................................................. 184
5.6.4 NR-V2X 资源池配置 ......................................................................... 186
5.7 NR-V2X 直通链路的 HARQ 反馈机制 ...................................................... 188
5.7.1 NR-V2X 单播的 HARQ 反馈机制 .................................................... 189
5.7.2 NR-V2X 多播的 HARQ 反馈机制 .................................................... 189
5.7.3 PSFCH 资源确定方法 ....................................................................... 192
5.7.4 多 PSFCH 时域冲突处理 .................................................................. 194
5.8 NR-V2X 直通链路的资源分配方法 ........................................................... 196
5.8.1 NR-V2X 模式 1 的资源分配方法 ..................................................... 196
5.8.2 NR-V2X 模式 2 的资源分配方法 ..................................................... 199
5.9 NR-V2X 直通链路的同步机制 ................................................................... 206
5.9.1 NR-V2X 自同步过程 ......................................................................... 206
5.9.2 直通链路同步信号块（S-SSB）资源的配置 .................................. 207
5.10 NR-V2X 直通链路的功率控制技术 ......................................................... 208
5.11 NR-V2X 直通链路信道状态信息（CSI）的测量和反馈方法 ............... 210
5.12 NR-V2X 拥塞控制机制 ............................................................................. 212
5.13 跨无线接入技术调度机制 ........................................................................ 213
5.14 NR-V2X 与 LTE-V2X 设备内共存 ............................................................ 214
5.15 小结 ............................................................................................................ 216
参考文献 ............................................................................................................... 216
第 6 章与 C-V2X 应用相关的关键技术 .................................................................. 219
6.1 C-V2X 与移动边缘计算 .............................................................................. 220
6.1.1 移动边缘计算概述 ............................................................................. 220
6.1.2 C-V2X 与移动边缘计算融合应用场景 ............................................ 224
6.1.3 C-V2X 与移动边缘计算融合架构 .................................................... 228
6.2 C-V2X 与 5G 网络切片 .............................................................................. 231
004 Cellular Vehicle-to-Everything (C-V2X)
目录
6.2.1 5G 网络切片概述 .............................................................................. 231
6.2.2 5G 网络切片支持车联网应用 ........................................................... 237
6.3 C-V2X 与高精度定位、车用高精度地图 .................................................. 239
6.3.1 C-V2X 高精度定位需求 .................................................................... 240
6.3.2 基于 RTK 的 GNSS 高精度定位系统架构 ....................................... 241
6.3.3 基于 RTK 的 GNSS 高精度定位的关键技术 ................................... 242
6.3.4 高精度定位的发展趋势 .................................................................... 245
6.4 小结 ............................................................................................................. 249
参考文献 ............................................................................................................... 249
第 7 章 C-V2X 车联网安全技术 .............................................................................. 251
7.1 概述 ............................................................................................................. 252
7.2 C-V2X 安全系统架构 ................................................................................. 255
7.3 C-V2X 通信层安全技术 ............................................................................. 257
7.3.1 C-V2X 通信层安全技术概述 ............................................................ 257
7.3.2 LTE-V2X 通信层安全技术 ............................................................... 258
7.3.3 NR-V2X 通信层安全技术 ................................................................. 259
7.4 C-V2X 应用层安全技术 ............................................................................. 261
7.4.1 C-V2X 应用层安全技术概述 ............................................................ 261
7.4.2 C-V2X 应用层安全体系架构 ............................................................ 262
7.4.3 C-V2X 安全管理证书 ........................................................................ 266
7.4.4 C-V2X 应用层安全机制 .................................................................... 268
7.4.5 C-V2X 安全管理系统部署模式 ........................................................ 279
7.5 C-V2X 数据安全和隐私保护...................................................................... 283
7.6 小结 ............................................................................................................. 284
参考文献 ............................................................................................................... 285
第 8 章 C-V2X 车联网频谱需求与规划 .................................................................. 287
8.1 C-V2X 车联网频谱需求研究...................................................................... 288
8.1.1 车联网典型的安全应用 .................................................................... 288
8.1.2 车联网安全应用频谱需求分析 ........................................................ 289
8.2 国际 C-V2X 频谱规划 ................................................................................ 297
8.2.1 美国 .................................................................................................... 297
8.2.2 欧盟 .................................................................................................... 299
005
蜂窝车联网（C-V2X）
8.2.3 日本 .................................................................................................... 300
8.2.4 韩国 .................................................................................................... 301
8.2.5 新加坡 ................................................................................................ 301
8.2.6 频率资源分配小结 ............................................................................. 302
8.3 我国 C-V2X 频谱规划 ................................................................................. 303
8.4 NR-V2X 频谱需求及规划展望 ................................................................... 304
8.5 小结 .............................................................................................................. 306
参考文献 ............................................................................................................... 306
第 9 章 C-V2X 产业发展与应用 ............................................................................... 309
9.1 C-V2X 产业链构建 ...................................................................................... 310
9.2 C-V2X 产业联盟 .......................................................................................... 312
9.3 C-V2X 互联互通测试 .................................................................................. 314
9.3.1 V2X“三跨”互联互通应用 ............................................................. 315
9.3.2 C-V2X“四跨”互联互通应用 ......................................................... 316
9.3.3 C-V2X“新四跨”互联互通应用 ..................................................... 319
9.3.4 国外与 C-V2X 相关互联互通测试 ................................................... 320
9.4 我国 C-V2X 示范区建设 ............................................................................. 321
9.5 我国 C-V2X 测试评估体系 ......................................................................... 324
9.5.1 构建 C-V2X 测试评估体系的背景 ................................................... 324
9.5.2 构建 C-V2X 测试评估体系的方法 ................................................... 325
9.6 小结 .............................................................................................................. 328
参考文献 ............................................................................................................... 329
第 10 章 C-V2X 应用展望与新技术发展趋势 ........................................................ 331
10.1 C-V2X 与智能交通、自动驾驶的关系及其 3 个阶段应用 .................. 332
10.1.1 C-V2X 与智能交通、自动驾驶的关系 .......................................... 332
10.1.2 C-V2X 在智能交通、自动驾驶中的应用发展阶段 ...................... 334
10.2 C-V2X 新技术及发展趋势 ........................................................................ 335
10.2.1 车联网无线传播环境信道建模 ....................................................... 335
10.2.2 基于 5G 和 B5G 的高精度定位 ...................................................... 337
10.2.3 雷达与通信融合在车联网中的应用 ............................................... 339
10.2.4 C-V2X 与 MEC 的融合 ................................................................... 342
10.2.5 基于区块链的车联网安全技术 ....................................................... 344
006 Cellular Vehicle-to-Everything (C-V2X)
目录
10.3 小结 ........................................................................................................... 347
参考文献 ............................................................................................................... 347
附录 A 缩略语 ........................................................................................................... 351
附录 B ........................................................................................................................... 365
附录 C ........................................................................................................................... 367

你还可能感兴趣

我要评论