蜂窩車聯(lián)網(wǎng)（C-V2X 第二版）

第 1章  概述 1
1.1　車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展背景　2
1.1.1　信息通信技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用與演進　3
1.1.2　信息通信技術(shù)在交通行業(yè)的應(yīng)用與演進　6
1.2　車聯(lián)網(wǎng)與蜂窩車聯(lián)網(wǎng)（C-V2X）　8
1.2.1　車聯(lián)網(wǎng)　8
1.2.2　蜂窩車聯(lián)網(wǎng)（C-V2X）　10
1.2.3　車路云協(xié)同系統(tǒng)　13
1.3　車聯(lián)網(wǎng)與智能網(wǎng)聯(lián)汽車　15
1.3.1　自動駕駛分級　16
1.3.2　車載感知技術(shù)　19
1.3.3　自動駕駛中單車智能面臨的挑戰(zhàn)　21
1.3.4　車聯(lián)網(wǎng)賦能智能網(wǎng)聯(lián)汽車　22
1.3.5　智能網(wǎng)聯(lián)汽車分級　26
1.4　車聯(lián)網(wǎng)與智慧交通　28
1.4.1　車聯(lián)網(wǎng)賦能智慧交通　28
1.4.2　智能網(wǎng)聯(lián)道路分級　30
1.5　車聯(lián)網(wǎng)與智慧城市　32
1.6　全球發(fā)展態(tài)勢：政策、標準化　34
1.6.1　全球主要國家和地區(qū)的政策　34
1.6.2　國際標準化組織　35
1.7　我國發(fā)展現(xiàn)狀：政策、標準化　39
1.7.1　政策及規(guī)劃　40
1.7.2　標準制定　41
1.8　本書章節(jié)安排　43
思考題　45
參考文獻　45
第 2章　車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求　53
2.1　車聯(lián)網(wǎng)的基本應(yīng)用需求　54
2.1.1　行駛安全類應(yīng)用　54
2.1.2　交通效率類應(yīng)用　59
2.1.3　交通服務(wù)類應(yīng)用　61
2.1.4　信息服務(wù)類應(yīng)用　63
2.2　車聯(lián)網(wǎng)的增強應(yīng)用需求　63
2.3　國內(nèi)外車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的標準進展　67
2.3.1　SAE International　67
2.3.2　ETSI　69
2.3.3　3GPP　70
2.3.4　中國汽車工程學會　71
2.3.5　5GAA　74
2.3.6　IMT-2020（5G）推進組C-V2X工作組　74
思考題　75
參考文獻　75
第3章　車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)與技術(shù)標準體系　79
3.1　車聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)挑戰(zhàn)　80
3.2　車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)　80
3.2.1　通信和應(yīng)用視角下的車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)　80
3.2.2　車路云協(xié)同視角下的車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)　82
3.3　車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標準體系　84
3.4　DSRC（IEEE 802.11p）技術(shù)與標準　85
3.4.1　DSRC（IEEE 802.11p）技術(shù)　85
3.4.2　DSRC（IEEE 802.11p）標準進展及演進　88
3.5　C-V2X技術(shù)與標準　89
3.5.1　C-V2X的設(shè)計思想　89
3.5.2　C-V2X關(guān)鍵技術(shù)演進　92
3.5.3　C-V2X標準進展及演進　93
3.6　DSRC（IEEE 802.11p）與C-V2X技術(shù)對比　95
3.7　DSRC（IEEE 802.11p）和LTE-V2X仿真與實測比較　97
3.7.1　NGMN V2X工作組的仿真結(jié)果　98
3.7.2　實際道路測試結(jié)果　98
3.8　DRSC（IEEE 802.11p）與C-V2X頻譜　100
思考題　100
參考文獻　101
第4章　LTE-V2X技術(shù)　105
4.1　研究背景與技術(shù)思路　106
4.2　技術(shù)需求　107
4.2.1　LTE-V2X業(yè)務(wù)需求　107
4.2.2　LTE-V2X的技術(shù)挑戰(zhàn)　108
4.3　LTE-V2X通信方式和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)　110
4.3.1　LTE-V2X通信方式　110
4.3.2　LTE-V2X網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)　113
4.4　無線接口協(xié)議?！?16
4.5　物理層關(guān)鍵技術(shù)　118
4.5.1　傳輸波形、時頻資源的定義　119
4.5.2　物理信道和物理信號　120
4.5.3　資源池配置　122
4.6　無線信道接入控制與資源分配　125
4.6.1　概述　125
4.6.2　分布式無線信道接入控制與自主資源選擇（模式4）　126
4.6.3　集中式無線信道接入控制與資源分配方法（模式3）　135
4.7　同步機制　136
4.8　服務(wù)質(zhì)量管理與擁塞控制　139
4.8.1　服務(wù)質(zhì)量管理　139
4.8.2　擁塞控制　139
4.9　LTE-V2X對Uu接口的增強技術(shù)　141
4.10　LTE-V2X直通鏈路增強技術(shù)　142
思考題　144
參考文獻　144
第5章　NR-V2X技術(shù)　147
5.1　背景介紹　148
5.2　NR-V2X部署場景　149
5.3　NR-V2X架構(gòu)　151
5.3.1　NR-V2X網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)　151
5.3.2　NR-V2X PC5協(xié)議棧和信道映射關(guān)系　153
5.4　NR-V2X PC5單播、多播和廣播通信模式　155
5.4.1　NR-V2X PC5廣播　156
5.4.2　NR-V2X PC5多播　156
5.4.3　NR-V2X PC5單播　157
5.5　NR-V2X業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量管理機制　159
5.6　NR-V2X直通鏈路物理層技術(shù)　160
5.6.1　傳輸波形、參數(shù)集、帶寬部分和時頻資源的定義　160
5.6.2　物理信道結(jié)構(gòu)　163
5.6.3　NR-V2X直通鏈路控制信令　166
5.6.4　NR-V2X資源池配置　167
5.7　NR-V2X直通鏈路的HARQ反饋機制　169
5.7.1　NR-V2X單播的HARQ反饋機制　170
5.7.2　NR-V2X多播的HARQ反饋機制　170
5.7.3　PSFCH資源確定方法　173
5.8　NR-V2X直通鏈路無線 信道接入控制與資源分配　175
5.8.1　NR-V2X集中式無線信道接入控制與資源分配方法（模式1）　175
5.8.2　NR-V2X分布式無線信道接入控制與資源分配方法（模式2）　177
5.8.3　終端間協(xié)調(diào)的資源選擇方法　182
5.9　NR-V2X直通鏈路的同步機制　185
5.10　NR-V2X直通鏈路的功率控制技術(shù)　187
5.11　NR-V2X直通鏈路信道狀態(tài)信息（CSI）的測量和反饋　188
5.12　跨無線接入技術(shù)調(diào)度機制　189
5.13　NR-V2X與LTE-V2X設(shè)備內(nèi)共存　191
5.14　NR-V2X直通鏈路的終端節(jié)電技術(shù)　192
5.14.1　直通鏈路的部分感知機制　192
5.14.2　直通鏈路的非連續(xù)接收機制　194
思考題　195
參考文獻　195
第6章　C-V2X車路云協(xié)同關(guān)鍵技術(shù)　197
6.1　C-V2X車路云協(xié)同　198
6.２　C-V2X與移動邊緣計算　199
6.2.1　移動邊緣計算概述　199
6.2.2　C-V2X與移動邊緣計算融合應(yīng)用場景　202
6.2.3　C-V2X與移動邊緣計算融合架構(gòu)　204
6.３　C-V2X與5G網(wǎng)絡(luò)切片　207
6.3.1　5G網(wǎng)絡(luò)切片概述　207
6.3.2　5G網(wǎng)絡(luò)切片支持車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用　209
6.４　高精度地圖　211
6.4.1　高精度地圖數(shù)據(jù)　212
6.4.2　高精度地圖生產(chǎn)　213
6.4.3　高精度地圖更新　214
6.５　車路協(xié)同融合感知　215
6.5.1　感知技術(shù)原理　215
6.5.2　路側(cè)感知技術(shù)　217
6.5.3　車路協(xié)同融合感知技術(shù)　220
6.６　C-V2X高精度定位　221
6.6.1　C-V2X高精度定位需求　221
6.6.2　基于RTK的GNSS高精度定位系統(tǒng)架構(gòu)　222
6.6.3　基于RTK的GNSS高精度定位的關(guān)鍵技術(shù)　223
6.6.4　高精度定位的發(fā)展趨勢　226
6.７　C-V2X云協(xié)同平臺　228
思考題　230
參考文獻　230
第7章　C-V2X安全技術(shù)　233
7.1　概述　234
7.2　C-V2X安全系統(tǒng)架構(gòu)　236
7.3　C-V2X通信層安全技術(shù)　238
7.3.1　C-V2X通信層安全技術(shù)概述　238
7.3.2　LTE-V2X通信層安全技術(shù)　239
7.3.3　NR-V2X通信層安全技術(shù)　239
7.4　C-V2X應(yīng)用層安全技術(shù)　241
7.4.1　C-V2X應(yīng)用層安全技術(shù)概述　241
7.4.2　C-V2X安全管理證書　242
7.4.3　C-V2X應(yīng)用層安全機制　244
7.4.4　C-V2X安全管理系統(tǒng)部署模式　251
7.5　C-V2X設(shè)備的認證授權(quán)技術(shù)　254
7.5.1　C-V2X設(shè)備的認證授權(quán)技術(shù)概述　254
7.5.2　基于VIM的C-V2X設(shè)備的認證授權(quán)過程　255
7.5.3　基于GBA的C-V2X設(shè)備的認證授權(quán)過程　258
7.6　C-V2X數(shù)據(jù)安全和隱私保護　259
思考題　262
參考文獻　262
第8章　C-V2X頻譜需求與規(guī)劃　263
8.1　C-V2X頻譜需求研究　264
8.1.1　車聯(lián)網(wǎng)典型的行駛安全應(yīng)用　264
8.1.2　車聯(lián)網(wǎng)行駛安全應(yīng)用頻譜需求分析　265
8.2　國際C-V2X頻譜規(guī)劃　271
8.2.1　美國　271
8.2.2　歐盟　273
8.2.3　日本　274
8.2.4　韓國　275
8.2.5　新加坡　275
8.2.6　頻率資源分配小結(jié)　276
8.3　我國C-V2X頻譜規(guī)劃　276
8.4　NR-V2X頻譜需求及規(guī)劃展望　278
思考題　279
參考文獻　279
第9章　C-V2X產(chǎn)業(yè)發(fā)展與應(yīng)用　281
9.1　C-V2X產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建　282
9.2　C-V2X產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟　283
9.3　C-V2X互聯(lián)互通測試　284
9.3.1　V2X“三跨”互聯(lián)互通應(yīng)用　284
9.3.2　C-V2X“四跨”互聯(lián)互通應(yīng)用　286
9.3.3　C-V2X“新四跨”互聯(lián)互通應(yīng)用　288
9.3.4　2021 C-V2X“四跨”（滬蘇錫）先導(dǎo)應(yīng)用　289
9.3.5　國外與C-V2X相關(guān)的互聯(lián)互通測試　289
9.4　我國的C-V2X示范區(qū)及雙智城市建設(shè)　291
9.5　我國的C-V2X測試評估體系　294
9.5.1　構(gòu)建C-V2X測試評估體系的背景　294
9.5.2　構(gòu)建C-V2X測試評估體系的方法及測試能力建設(shè)　295
9.6　C-NCAP主動安全評測應(yīng)用C-V2X技術(shù)　299
9.7　C-V2X典型應(yīng)用案例　302
思考題　305
參考文獻　305
第 10章　C-V2X應(yīng)用展望與新技術(shù)發(fā)展趨勢　307
10.1　基于C-V2X的車路云協(xié)同應(yīng)用與展望　308
10.2　C-V2X新技術(shù)趨勢及研究方向　309
10.2.1　車聯(lián)網(wǎng)無線傳播環(huán)境信道建?！?09
10.2.2　基于5G和B5G的高精度定位　312
10.2.3　雷達與通信融合在車聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用　314
10.2.4　AI賦能的車聯(lián)網(wǎng)通信關(guān)鍵技術(shù)　316
10.2.5　基于區(qū)塊鏈的車聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)　320
10.2.6　衛(wèi)星通信在車聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用　322
10.2.7　C-V2X在低空智聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用　324
思考題　326
參考文獻　326
附錄A　縮略語　335
附錄B　國內(nèi)C-V2X相關(guān)部分標準列表及進展　349
附錄C　C-V2X發(fā)展大事記　353
附錄D　車聯(lián)網(wǎng)（智能網(wǎng)聯(lián)汽車）直連通信使用5905-5925MHz頻段管理規(guī)定（暫行）　357