《蜂窩車聯網(c-v2x)》是2020年12月人民郵電出版社出版的圖書，作者是陳山枝，胡金玲，本書以車聯網的發展背景、國內外發展態勢為基礎，以車聯網基本套用和增強套用的性能需求為出發點，分析了車聯網的系統架構和技術標準體系。
基本介紹
- 中文名：蜂窩車聯網(c-v2x)
- 作者：陳山枝、胡金玲
- 出版社：人民郵電出版社
- ISBN：9787115555045
內容簡介,圖書目錄,作者簡介,
內容簡介
內容提要：車聯網是跨信息通信、汽車、交通等領域的交叉新興技術。蜂窩車聯網（C-V2X，Cellular Vehicle-to-Everything）技術是能保證低時延和高可靠性能的車聯網專用無線通信技術。本書以車聯網的發展背景、國內外發展態勢為基礎，以車聯網基本套用和增強套用的性能需求為出發點，分析了車聯網的系統架構和技術標準體系，重點介紹了C-V2X的兩個技術演進階段——LTE-V2X和NR-V2X的網路架構和關鍵技術，以及與C-V2X相關的其他關鍵技術、安全技術、頻譜規劃、產業發展與套用，並展望C-V2X的套用發展階段、技術發展趨勢。本書的讀者對象主要為從事與車聯網相關的信息通信、交通、汽車、網際網路等行業領域的技術研究、標準研究、產品開發、產業研究、政策研究、套用開發、業務運營等相關人員，以及高等院校相關專業的教師和學生。
圖書目錄
第 1 章 概述 ............................................................................................................... 001
1.1 車聯網發展背景 .......................................................................................... 002
1.1.1 信息通信技術在汽車行業的套用與演進 ......................................... 003
1.1.2 信息通信技術在交通行業的套用與演進 ......................................... 013
1.1.3 車聯網支持的車路協同與自動駕駛................................................. 016
1.1.4 車聯網與 C-V2X ............................................................................... 020
1.2 全球發展態勢：政策、標準化 .................................................................. 025
1.2.1 全球主要國家政策 ............................................................................ 025
1.2.2 國際標準化組織 ................................................................................ 027
1.3 我國發展現狀：政策、標準化 .................................................................. 032
1.3.1 政策及規劃 ........................................................................................ 033
1.3.2 標準制定 ............................................................................................ 035
1.4 本書章節安排 .............................................................................................. 039
參考文獻 ............................................................................................................... 041
第 2 章 車聯網套用需求 ........................................................................................... 045
2.1 車聯網基本套用需求 .................................................................................. 046
2.1.1 道路安全類套用 ................................................................................ 046
2.1.2 交通效率類套用 ................................................................................ 051
2.1.3 信息娛樂類套用 ................................................................................ 053
001
蜂窩車聯網（C-V2X）
2.2 車聯網增強套用需求 .................................................................................. 055
2.3 國內外車聯網套用的標準進展 .................................................................. 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）推進組 C-V2X 工作組 .......................................... 066
2.4 小結 .............................................................................................................. 067
參考文獻 ............................................................................................................... 067
第 3 章 車聯網系統架構與技術標準體系 ............................................................... 071
3.1 車聯網系統架構 .......................................................................................... 072
3.1.1 通信和套用視角下的車聯網系統架構 ............................................. 072
3.1.2 車路協同視角下的車聯網系統架構 ................................................. 074
3.1.3 智慧型交通視角下的車聯網系統架構 ................................................. 076
3.2 車聯網的技術挑戰 ...................................................................................... 077
3.3 車聯網技術標準體系 .................................................................................. 078
3.4 IEEE 802.11p 技術與標準 ......................................................................... 080
3.4.1 IEEE 802.11p 技術 ............................................................................. 080
3.4.2 IEEE 802.11p 標準進展及演進 ......................................................... 089
3.5 C-V2X 技術與標準 ...................................................................................... 089
3.5.1 蜂窩車聯網的設計思想 ..................................................................... 089
3.5.2 LTE-V2X 關鍵技術 ........................................................................... 091
3.5.3 NR-V2X 關鍵技術 ............................................................................. 093
3.5.4 C-V2X 標準進展及演進 .................................................................... 095
3.6 IEEE 802.11p 與 C-V2X 技術對比 ............................................................ 097
3.7 IEEE 802.11p 和 C-V2X 仿真與實測性能對比 ........................................ 099
3.7.1 NGMN V2X 工作組仿真結果 ........................................................... 099
3.7.2 福特汽車（Ford）與大唐、高通（Qualcomm）實際道路測試結果
輸出到 5GAA ..................................................................................... 100
3.8 IEEE 802.11p 與 C-V2X 頻譜 .................................................................... 102
3.9 小結 .............................................................................................................. 103
參考文獻 ............................................................................................................... 103
002 Cellular Vehicle-to-Everything (C-V2X)
目錄
第 4 章 LTE-V2X 技術 .............................................................................................. 107
4.1 研究背景與技術思路 .................................................................................. 108
4.2 技術需求 ...................................................................................................... 110
4.2.1 LTE-V2X 業務需求 ........................................................................... 110
4.2.2 LTE-V2X 的技術挑戰 ....................................................................... 111
4.3 LTE-V2X 通信方式和網路架構.................................................................. 113
4.3.1 LTE-V2X 通信方式 ........................................................................... 113
4.3.2 LTE-V2X 網路架構 ........................................................................... 118
4.4 無線接口協定棧 .......................................................................................... 121
4.5 物理層關鍵技術 .......................................................................................... 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 同步機制 ...................................................................................................... 148
4.8 服務質量管理與擁塞控制 .......................................................................... 151
4.8.1 服務質量管理 .................................................................................... 151
4.8.2 擁塞控制 ............................................................................................ 152
4.9 LTE-V2X 對 Uu 接口的增強技術 .............................................................. 154
4.10 LTE-V2X 直通鏈路增強技術 ................................................................... 155
4.11 小結 ........................................................................................................... 158
參考文獻 ............................................................................................................... 159
第 5 章 NR-V2X 技術 ............................................................................................... 161
5.1 背景介紹 ...................................................................................................... 162
5.2 NR-V2X 部署場景 ....................................................................................... 163
5.3 NR-V2X 總體架構 ....................................................................................... 165
5.3.1 NR-V2X 網路架構 ............................................................................. 166
5.3.2 NR-V2X PC5 協定棧和信道映射關係 ............................................. 168
5.4 NR-V2X PC5 單播、多播和廣播通信模式管理 ...................................... 172
003
蜂窩車聯網（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 業務服務質量管理機制 ............................................................... 176
5.6 NR-V2X 直通鏈路物理層技術 ................................................................... 177
5.6.1 傳輸波形、參數集、部分頻寬和時頻資源的定義 ......................... 177
5.6.2 物理信道結構 .................................................................................... 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 反饋機制 ...................................................... 188
5.7.1 NR-V2X 單播的 HARQ 反饋機制 .................................................... 189
5.7.2 NR-V2X 多播的 HARQ 反饋機制 .................................................... 189
5.7.3 PSFCH 資源確定方法 ....................................................................... 192
5.7.4 多 PSFCH 時域衝突處理 .................................................................. 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 ......................................................... 208
5.11 NR-V2X 直通鏈路信道狀態信息（CSI）的測量和反饋方法 ............... 210
5.12 NR-V2X 擁塞控制機制 ............................................................................. 212
5.13 跨無線接入技術調度機制 ........................................................................ 213
5.14 NR-V2X 與 LTE-V2X 設備內共存 ............................................................ 214
5.15 小結 ............................................................................................................ 216
參考文獻 ............................................................................................................... 216
第 6 章 與 C-V2X 套用相關的關鍵技術 .................................................................. 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套用場景 ............................................ 224
6.1.3 C-V2X 與移動邊緣計算融合架構 .................................................... 228
6.2 C-V2X 與 5G 網路切片 .............................................................................. 231
004 Cellular Vehicle-to-Everything (C-V2X)
目錄
6.2.1 5G 網路切片概述 .............................................................................. 231
6.2.2 5G 網路切片支持車聯網套用 ........................................................... 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 基於 RTK 的 GNSS 高精度定位系統架構 ....................................... 241
6.3.3 基於 RTK 的 GNSS 高精度定位的關鍵技術 ................................... 242
6.3.4 高精度定位的發展趨勢 .................................................................... 245
6.4 小結 ............................................................................................................. 249
參考文獻 ............................................................................................................... 249
第 7 章 C-V2X 車聯網安全技術 .............................................................................. 251
7.1 概述 ............................................................................................................. 252
7.2 C-V2X 安全系統架構 ................................................................................. 255
7.3 C-V2X 通信層安全技術 ............................................................................. 257
7.3.1 C-V2X 通信層安全技術概述 ............................................................ 257
7.3.2 LTE-V2X 通信層安全技術 ............................................................... 258
7.3.3 NR-V2X 通信層安全技術 ................................................................. 259
7.4 C-V2X 套用層安全技術 ............................................................................. 261
7.4.1 C-V2X 套用層安全技術概述 ............................................................ 261
7.4.2 C-V2X 套用層安全體系架構 ............................................................ 262
7.4.3 C-V2X 安全管理證書 ........................................................................ 266
7.4.4 C-V2X 套用層安全機制 .................................................................... 268
7.4.5 C-V2X 安全管理系統部署模式 ........................................................ 279
7.5 C-V2X 數據安全和隱私保護...................................................................... 283
7.6 小結 ............................................................................................................. 284
參考文獻 ............................................................................................................... 285
第 8 章 C-V2X 車聯網頻譜需求與規劃 .................................................................. 287
8.1 C-V2X 車聯網頻譜需求研究...................................................................... 288
8.1.1 車聯網典型的安全套用 .................................................................... 288
8.1.2 車聯網安全套用頻譜需求分析 ........................................................ 289
8.2 國際 C-V2X 頻譜規劃 ................................................................................ 297
8.2.1 美國 .................................................................................................... 297
8.2.2 歐盟 .................................................................................................... 299
005
蜂窩車聯網（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 ............................................................................. 302
8.3 我國 C-V2X 頻譜規劃 ................................................................................. 303
8.4 NR-V2X 頻譜需求及規劃展望 ................................................................... 304
8.5 小結 .............................................................................................................. 306
參考文獻 ............................................................................................................... 306
第 9 章 C-V2X 產業發展與套用 ............................................................................... 309
9.1 C-V2X 產業鏈構建 ...................................................................................... 310
9.2 C-V2X 產業聯盟 .......................................................................................... 312
9.3 C-V2X 互聯互通測試 .................................................................................. 314
9.3.1 V2X“三跨”互聯互通套用 ............................................................. 315
9.3.2 C-V2X“四跨”互聯互通套用 ......................................................... 316
9.3.3 C-V2X“新四跨”互聯互通套用 ..................................................... 319
9.3.4 國外與 C-V2X 相關互聯互通測試 ................................................... 320
9.4 我國 C-V2X 示範區建設 ............................................................................. 321
9.5 我國 C-V2X 測試評估體系 ......................................................................... 324
9.5.1 構建 C-V2X 測試評估體系的背景 ................................................... 324
9.5.2 構建 C-V2X 測試評估體系的方法 ................................................... 325
9.6 小結 .............................................................................................................. 328
參考文獻 ............................................................................................................... 329
第 10 章 C-V2X 套用展望與新技術發展趨勢 ........................................................ 331
10.1 C-V2X 與智慧型交通、自動 駕駛的關係及其 3 個階段套用 .................. 332
10.1.1 C-V2X 與智慧型交通、自動駕駛的關係 .......................................... 332
10.1.2 C-V2X 在智慧型交通、自動駕駛中的套用發展階段 ...................... 334
10.2 C-V2X 新技術及發展趨勢 ........................................................................ 335
10.2.1 車聯網無線傳播環境信道建模 ....................................................... 335
10.2.2 基於 5G 和 B5G 的高精度定位 ...................................................... 337
10.2.3 雷達與通信融合在車聯網中的套用 ............................................... 339
10.2.4 C-V2X 與 MEC 的融合 ................................................................... 342
10.2.5 基於區塊鏈的車聯網安全技術 ....................................................... 344
006 Cellular Vehicle-to-Everything (C-V2X)
目錄
10.3 小結 ........................................................................................................... 347
參考文獻 ............................................................................................................... 347
附錄 A 縮略語 ........................................................................................................... 351
附錄 B ........................................................................................................................... 365
附錄 C ........................................................................................................................... 367
作者簡介
陳山枝，北京郵電大學博士研究生畢業。教授級高級工程師，博士生導師，國家傑出青年科學基金獲得者，IEEE Fellow。現任中國信息通信科技集團有限公司（CICT）副總裁、專家委員會主任，無線移動通信國家重點實驗室主任，負責4G和5G移動通信技術與標準研究及產業化工作。曾獲國家科技進步獎特等獎、一等獎、二等獎，國家技術發明獎二等獎，何梁何利基金科學與技術創新獎，光華工程科技獎等。目前主要研究方向為B5G和6G、車聯網等。
胡金玲，北京航空航天大學碩士研究生畢業。正高級工程師，現任職於大唐高鴻公司，公司車聯網首席專家及智慧型網聯事業部副總經理。無線移動通信國家重點實驗室車聯網學術帶頭人。曾獲中國通信學會科學技術獎一等獎，2018年入選國務院特殊津貼人員。目前主要研究方向為C-V2X車聯網、車路協同、車聯網無線定位等。
