蜂窩車聯網通信標準 : 從 LTE-V2X 到 NR-V2X

本書主要介紹車聯網的系統設計和通信標準。車聯網通信是基於D2D（設備-設備）的一種通信技術，與傳統的蜂窩通信不同，D2D通信利用側行鏈路進行終端之間的直接通信，因此本書著重介紹側行鏈路通信的原理及相關技術、物理層的設計和高層信令設計，具體包括側行鏈路的幀結構設計、側行鏈路物理通道（PSCCH、PSSCH、PSFCH、S-SSB等）、側行鏈路參考信號設計、側行鏈路控制信息、側行反饋機制（HARQ-ACK反饋）、側行鏈路測量和上報（SL RSRP測量、CQI/RI測量）、側行鏈路功率控制、側行鏈路同步機制和設計、資源調度（基於網絡調度和終端自主選取的傳輸方式）、側行鏈路RRC設計、邏輯通道。

本書適合對車聯網技術或通信標準感興趣的高校師生、通信工程師、通信標準研究人員、自動駕駛工程師、系統設計師、芯片開發人員、車輛設計人員等閱讀。

趙振山
上海交通大學電路與系統專業博士、北京郵電大學和中國普天信息產業股份有限公司聯合培養博士後，現任OPPO研究院標準研究部通信標準工程師，從事3GPP標準工作10餘年，側重於D□D和車聯網等領域的研究，在國內外申請發明專利□00餘項。

張世昌
畢業於電子科技大學，現任OPPO研究院標準研究部通信標準工程師，長期從事3GPP RAN1標準化工作，側重於D□D和車聯網相關課題研究，在國內外申請100餘項專利，並擁有10餘項授權專利。

盧前溪
畢業於北京郵電大學，信號與信息處理專業工學博士。現任OPPO研究院標準研究部通信標準化工程師，長期參與3GPP RAN□標準化工作，主要關注D□D通信標準課題研究，並參與5G標準制定工作。發表EI/SCI檢索文章□0餘篇，並主導和參與□00餘項發明專利申請。

杜忠達
畢業於上海交通大學。現任OPPO研究院標準研究部以太實驗室通信標準研究員，主要研究方向是3GPP通信系統高層通信協議，包括車聯網通信協議。

丁伊
2019年畢業於北京郵電大學，信息與通信工程專業工學碩士，現任OPPO研究院標準研究部通信標準研究員，主要研究領域為LTE V□X及 NR V□X物理層相關通信技術。

沈霞
中國信息通信研究院技術與標準研究所工程師，畢業於北京大學，信號與信息處理專業博士，主要從事第五代移動通信（5G）標準技術研究工作，參與完成IMT-□0□0(5G)推進組5G技術研發試驗規範制定、5G新型多址和下一代WLAN等國家重大專項工作，對5G V□X、隨機接入等3GPP標準課題開展有深入研究，申請專利□0餘項。

第 1章 車聯網概述 1
1．1　車聯網概念　2
1．2　車聯網通信發展歷程　4
1．2．1　從起步到DSRC　4
1．2．2　C-V2X的快速發展　6
1．3　車聯網標準特性　7
1．3．1　DSRC標準技術　8
1．3．2　C-V2X標準技術　9
1．3．3　DSRC與C-V2X性能對比　11
1．4　各章概述　12

第　2章 C-V2X應用實例和性能需求　15
2．1　LTE C-V2X應用實例和需求　16
2．2　NR C-V2X的應用實例和性能需求　19

第3章　基礎參數集和幀結構　23
3．1　基礎參數集　24
3．2　無線幀結構　26

第4章　物理信道和物理信號　31
4．1　物理信道　32
4．1．1　PSCCH　32
4．1．2　PSSCH　37
4．1．3　PSFCH　42
4．1．4　PSBCH　43
4．2　參考信號　49
4．2．1　解調參考信號　49
4．2．2　CSI-RS　54
4．2．3　PT-RS　56
4．3　側行同步信號　56

第5章　側行鏈路資源分配　59
5．1　資源池　60
5．1．1　為什麼引入資源池　60
5．1．2　資源池的確定方法　63
5．1．3　發送和接收資源池　72
5．1．4　發送資源池的選擇　74
5．1．5　共享資源池　76
5．2　基於網絡調度的資源分配　80
5．2．1　LTE-V2X系統動態資源分配　81
5．2．2　NR-V2X系統動態資源分配　84
5．2．3　LTE-V2X系統半靜態調度資源分配　90
5．2．4　NR-V2X系統配置授權資源分配　92
5．3　終端自主資源選擇　97
5．3．1　LTE-V2X模式4資源選擇算法　98
5．3．2　NR-V2X模式2資源選擇算法　103
5．3．3　重評估與資源搶占　111
5．3．4　低功耗的資源選擇算法　116
5．4　Cross-RAT調度　119
5．4．1　LTE Uu控制NR SL　119
5．4．2　NR Uu控制LTE SL　120

第6章　側行鏈路物理過程　125
6．1　側行HARQ反饋　126
6．1．1　側行HARQ反饋的激活（Enabled）或禁用（Disabled）127
6．1．2　多播傳輸中的兩種側行HARQ反饋方式　130
6．1．3　基於區域的側行HARQ反饋方式　132
6．1．4　側行反饋資源的配置　135
6．1．5　側行反饋資源的確定　139
6．2　側行反饋信息上報給網絡　142
6．2．1　側行反饋上報內容　142
6．2．2　側行反饋上報定時機制　143
6．2．3　側行反饋上報優先級處理　145
6．2．4　側行半靜態碼本反饋上報　146
6．2．5　側行動態碼本反饋上報　149
6．3　側行鏈路測量和反饋　151
6．3．1　CQI/RI測量與反饋　151
6．3．2　RSRP測量與反饋　153
6．3．3　CBR/CR測量　154
6．4　側行鏈路功率控制　155
6．4．1　LTE-V2X側行鏈路功率控制　156
6．4．2　NR-V2X側行鏈路功率控制　158
6．5　側行傳輸碰撞處理　161
6．5．1　側行與上行傳輸碰撞　162
6．5．2　側行與側行傳輸碰撞　164
6．6　擁塞控制　165

第7章　同步過程　169
7．1　同步源類型　170
7．2　同步源優先級　173
7．2．1　LTE-V2X系統同步源優先級　174
7．2．2　NR-V2X系統同步源優先級　174
7．2．3　配置或預配置gNB/eNB或GNSS為最高優先級　175
7．3　同步源ID　179
7．4　同步資源　180
7．4．1　多套同步資源的工作機制　180
7．4．2　同步資源的配置　182
7．5　同步過程　183
7．5．1　確定能夠發送SLSS和PSBCH的終端　183
7．5．2　確定同步源的過程　185
7．5．3　確定發送SLSS和PSBCH的過程　189

第8章　高層相關——用戶面　197
8．1　媒體接入控制層　198
8．1．1　側行鏈路調度請求緩存狀態上報　198
8．1．2　衝突解決機制　201
8．1．3　側行鏈路邏輯信道優先級處理　203
8．1．4　信道狀態信息報告　204
8．1．5　MAC報文頭格式　205
8．2　RLC層　206
8．3　PDCP層　207
8．4　SDAP層　212

第9章　高層相關——控制面　213
9．1　無線資源控制層　214
9．1．1　PC5接口RRC協議綜述　214
9．1．2　PC5接口能力交互　215
9．1．3　PC5接口接入層參數配置　216
9．1．4　PC5接口測量配置與報告過程　219
9．1．5　PC5接口無線鏈路監測/無線鏈路失敗　219
9．1．6　Uu接口RRC協議綜述　220
9．1．7　Uu接口側行鏈路輔助信息上報　221
9．1．8　Uu接口能力上報　222
9．1．9　Uu接口側行鏈路配置　223
9．1．10　Uu接口測量配置與報告　224
9．1．11　Uu接口側行鏈路移動性管理　225
9．2　V2X層協議　226

第　10章 總結與展望　233
參考文獻　237