专题:5G 组网与 6G 展望 ·50·
在危险情况,保障城市交通安全,实现车联网通
信的基本需求
[5]
。在 5G-V2X 的应用场景中,定
义了 3 类 V2X 服务场景
[6]
:第一,支持非安全
相关的 V2X 服务,例如移动高速率数据传输、
移动热点、动态数字地图更新等;第二,支持
安全相关 V2X 服务,包括车联网基本需求及自
动驾驶、远程驾驶、车联编队、扩展传感四大
先进 V2X 服务;第三,支持多种 3GPP 无线接入
技术,如 LTE、new RAT(NR),支持与多种
网络环境协作,包括非 3GPP 的 V2X 技术,如
DSRC
[7]
。车联网的工作模式可分为两大类,第
一类是基于 PC5 接口的车辆与车辆
(vehicle-to-vehicle,V2V)直接通信,主要针对
车联网通信的安全相关的基本需求;第二类是
基于 Uu 接口的车辆与基站(vehicle-to-network
communication,V2N)进行通信,主要针对先
进 V2X 服务及非安全相关的 V2X 服务等高吞吐
量需求服务。
3GPP 的 C-V2X 通信标准化分为 3 个阶段
[8]
。
第一阶段工作从 2015 年 2 月开始,主要从基础业
务需求、系统架构、安全研究和空口技术 4 个方
面开展,并首次定义了包括车车、车路、车人以
及车与网络通信的 27 个应用场景。第二阶段从
2017 年 3 月开始,定义了车联网通信的五大业务
需求,包括车辆编队、半自动驾驶、扩展传感、
远程驾驶四大先进 V2X 服务和基本需求。另一方
面,研究并评估支持 LTE-V2X 业务的增强技术方
法,主要从载波聚合、发送分集、高阶调制、资
源池共享及减少时延等关键增强技术进行研究,
同时,3GPP RAN 开始进行 V2X 服务相关性能评估
的方法研究,确定性能评估指标及参数。在 2018 年
6 月正式启动第三阶段 NR-V2X 的研究,一方面
根据第二阶段确定的性能评估方案对 NR-V2X 进
行系列的性能评估;另一方面对支持 NR-V2X 的
一系列关键技术开展了丰富的研究。物理层的讨
论主要从帧结构、子载波间隔、CP 等方面展开,
目前的讨论结果见表 1。
表 1 NR-V2X 物理层子载波间隔及 CP 长度
频率范围 支持子载波间隔 CP 长度
6 GHz 及以下 15 kHz、30 kHz、60 kHz
normal CP
60 kHz extend CP
6 GHz 以上 60 kHz、120 kHz
normal CP
60 kHz extend CP
同步方式方面,NR-V2X 的同步源包括 GNSS
(global navigation satellite system,全球导航卫星
系统)、gNode B(NR 基站)、eNode B(evolved
node B),与 LTE-V2X 相比新增了 gNode B 同步
方式,其中当 eNode B 作为 NR UE 的同步源时,
需要当前 NR UE 支持 LTE Uu 接口或 PC5 接口。
资源分配方面,NR-V2X 支持 Mode 1 和 Mode 2
两种资源分配方案:Mode 1,基站为车辆 UE 调
度资源以完成数据传输;Mode 2,UE 自主地进行
资源选择,包括 UE 自主选择资源和 UE 辅助其他
UE 进行资源选择,通过 NR configured grant 对副
链路的传输进行配置,UE 调度其他 UE 的资源进
行传输有 4 种方式。此外,关于副链路控制信道
(physical sidelink control channel,PSCCH)与副
链路共享信道(physical sidelink shared channel,
PSSCH)的复用及与反馈信道(physical sidelink
feedback channel , PSFCH )相关的技术以及
LTE-V2X 与 NR-V2X 共存等相关的问题还在进一
步讨论中。
本文将根据 3GPP 定义的蜂窝车联网应用场
景的性能评估方法
[9]
,针对 5G-V2X 安全相关的
服务和先进 V2X 服务,对车联网的覆盖性能进行
评估。主要贡献包括:通过搭建 5G-V2X 系统级
仿真平台
[10]
,从系统级的角度考虑
[11]
,针对不同
的通信模式及实际场景,研究业务负载、车辆密
度对系统性能的影响,并与 3GPP 目标可靠性进
行比较,给出相应的性能分析和评估结果,并提
出改进建议。