蜂窝车联网与网联自动驾驶

译者序

贡献者名单

序一

序二

序三

序四

前言

第1章　概述　1

1.1　C-V2X的背景与意义　2

1.1.1　智能交通系统　2

1.1.2　网联自动驾驶　3

1.1.3　网联道路交通参与者服务　3

1.2　迈向网联自动驾驶的通信与汽车联合

发展路线图　4

1.2.1　电信行业对网联驾驶的期待　4

1.2.2　汽车行业在自动驾驶领域的愿景　6

1.2.3　网联自动驾驶联合发展路线图　7

1.3　网联自动驾驶中的通信技术　9

1.3.1　IEEE V2X标准化　10

1.3.2　C-V2X的标准化和法规　11

1.4　本书结构　13

参考文献　16

第2章　业务模式　19

2.1　市场分析　20

2.2　CAD与CRU的服务定义　21

2.2.1　现有的CAD与CRU服务　22

2.2.2　新兴的CAD服务　23

2.2.3　新兴的CRU服务　24

2.3　技术组件　24

2.4　应用实践　25

2.4.1　用户配置与SIM卡开卡　25

2.4.2　路由策略　26

2.4.3　漫游以及跨运营商合作　26

2.4.4　可能的业务模式演变　27

2.5　V2X的商业市场机遇　31

2.5.1　5G赋能的CAD业务模式　31

2.5.2　安全通信认证　35

2.5.3　OTA软件更新　38

2.6　5G V2X组件的业务模式分析　41

2.6.1　定位　42

2.6.2　V2X无线电设计　43

2.6.3　网络流程　47

2.6.4　端到端安全　50

2.6.5　增强边缘计算　51

2.6.6　小结　52

2.7　本章总结　52

参考文献　54

第3章　标准化和法规　55

3.1　标准化进程综述　56

3.1.1　通用要求　56

3.1.2　ITS相关的标准化和监管机构　56

3.1.3　3GPP结构和标准化进程　60

3.2　法规和频谱分配　62

3.2.1　欧洲的C-V2X政策和法规　62

3.2.2　V2X通信的无线电频谱分配　62

3.3　V2X通信技术解决方案标准化　64

3.3.1　V2X通信简史　65

3.3.2　全球DSRC/C-V2X规范概述　66

3.3.3　3GPP的C-V2X标准化：1G到5G的

通信发展状况以及5G发展趋势　70

3.4　应用层面　76

3.4.1　欧盟的标准化工作　76

3.4.2　美国的标准化工作　76

3.5　本章总结　78

参考文献　78

第4章　频谱和信道建模　81

4.1　V2X通信的频谱和监管　81

4.1.1　欧洲的频段情况　82

4.1.2　其他地区的频段情况　83

4.1.3　全球频谱拍卖情况　85

4.1.4　全球频谱协调　98

4.1.5　小结　100

4.2　信道建模　101

4.2.1　传播环境　101

4.2.2　信道建模框架以及差距分析　103

4.2.3　路径损耗模型　104

4.2.4　当前V2X信道测量方法和模型　110

4.2.5　小结　118

参考文献　118

第5章　V2X无线电接口　121

5.1　毫米波谱中V2X通信的波束成形

技术　122

5.1.1　为移动多用户场景进行波束

优化　122

5.1.2　波束成形多播　127

5.1.3　基于波束的广播　130

5.2　物理层和介质访问控制层扩展　134

5.2.1　信道状态信息获取与MU-MIMO

接收机设计　135

5.2.2　参考信号设计　140

5.2.3　同步性　146

5.2.4　调度和功率控制　149

5.3　车载直连通信实现的技术特性　154

5.3.1　UE协同增强可靠性　154

5.3.2　全双工　162

5.4　本章总结　164

参考文献　165

第6章　网络增强　169

6.1　网络切片　170

6.1.1　网络切片和3GPP　170

6.1.2　网络切片和V2X　171

6.2　SDN的作用和V2X中的NFV　173

6.3　云化架构　176

6.4　本地端到端路径　177

6.5　多运营商支持　178

6.6　本章总结　181

参考文献　182

第7章　支持V2X应用适配的增强　183

7.1　背景　184

7.2　用于处理V2X用例的增强应用和

网络之间的交互　186

7.2.1　C-V2X连接协商　186

7.2.2　用例感知的多RAT多链路连接　188

7.2.3　基于位置感知的调度　189

7.3　直连通信和空口通信的冗余调度器　191

7.3.1　应用层或设施层　191

7.3.2　传输层　193

7.3.3　RRC层　195

7.4　本章总结　195

参考文献　196

第8章　无线电定位与视觉定位技术　198

8.1　无线电定位技术　200

8.1.1　用例与需求　200

8.1.2　新空口Rel 16中的无线电定位

技术　201

8.1.3　Rel 16后续演进的无线电定位

方法　202

8.1.4　技术组件补充　207

8.1.5　无线电定位方法的局限　209

8.1.6　小结　210

8.2　视觉定位技术　211

8.2.1　车辆定位系统构建　211

8.2.2　多摄像机标定　212

8.2.3　车辆检测　213

8.2.4　车辆跟踪　214

8.2.5　车辆定位　215

8.2.6　精度评估　215

8.2.7　小结　219

8.3　本章总结　219

参考文献　220

第9章　信息安全和隐私　223

9.1　V2N信息安全　224

9.1.1　信息安全挑战　224

9.1.2　隔离挑战　225

9.1.3　软件定义的车联网信息安全　226

9.2　V2V/V2I信息安全　228

9.2.1　隐私　229

9.2.2　欧盟安全架构　230

9.2.3　美国安全架构　231

9.3　替代方法　233

9.4　本章总结　233

参考文献　234

第10章　现状、建议与展望　236

10.1　C-V2X和CAD生态系统的未来

前景　236

10.1.1　C-V2X未来的研发与标准化

需求　237

10.1.2　CAD和CRU服务的其他广泛

研究方向　239

10.2　对利益相关者的建议　240

10.2.1　移动网络运营商　241

10.2.2　原始设备制造商　242

10.2.3　监管　244

10.2.4　供应商与认证　246

10.3　展望　247

参考文献　247

技术缩略语表　249