蜂窝车联网技术架构与关键技术研究
面向5G移动通信的蜂窝物联网关键技术研究
面向5G移动通信的蜂窝物联网关键技术研究
随着5G移动通信的广泛应用，蜂窝物联网技术也将逐渐成为未来物联网应用的重要支撑。
因此，为推动蜂窝物联网技术的发展，需要对其关键技术进行深入的研究。
1. 低功耗广域网（LPWA）技术
蜂窝物联网将会涵盖大量的低功耗设备，这些设备需要长时间工作且需要使用低能量的方式进行通信。
LPWA技术是一种低功耗、广域的通信技术，其中包括NarrowBand IoT （NB-IoT）、Long Range（LoRa）以及Sigfox等。
在LPWA技术的实现中，需要进行功耗优化、场景适应、安全通信等方面的研究。
2. 物联网泛在连接技术
物联网的应用场景非常复杂，需要支持横跨城市、农村、水域、极地等不同区域的连接，因此需要在技术上实现泛在连接。
其中的关键技术包括不同相关设备的连接管理、信息传输可靠性控制、多种网络的统一管理和运行协调等。
3. 5G新型接入技术
5G移动通信将引进新的接入技术，包括毫米波通信、高密度蜂窝网络（HDCC）等。
这些技术将为蜂窝物联网提供新的领域和机会，特别是在未来场景下的超高速数据传输和连接质量方面。
因此，需要对这些技术进行深入研究和实践应用。
4. 区块链技术
蜂窝物联网将支持不同的物联网应用，包括智能家居、车联网和智能制造等。
在这些应用中，需要保护用户的隐私，防止设备间的恶意攻击和数据的篡改。
区块链技术被广泛应用于信息安全和隐私保护，可以提供高效、可靠的安全通信解决方案，因此，在蜂窝物联网的实践应用中，需要对区块链技术进行研究和应用。
总之，蜂窝物联网是未来物联网应用的重要方向之一，需要深入开展相关技术的研究和实验。
蜂窝网络技术在车联网和智能交通中的应用(一)
蜂窝网络技术在车联网和智能交通中的应用随着科技的不断进步和智能化的发展，蜂窝网络技术在车联网和智能交通中的应用越来越广泛。
在过去，汽车仅仅是交通工具，而现在，汽车逐渐演变成了一个智能的“移动终端”。
蜂窝网络技术的运用，为车联网和智能交通带来了许多便利和改变。
蜂窝网络技术主要指的是移动通信技术中的LTE（Long-Term Evolution）和5G（第五代移动通信技术）。
它们利用电磁波传输数据，使车辆能够与其他车辆或者基础设施进行交互，并实现实时通信和数据传输的目的。
在智能交通中，蜂窝网络技术为车辆提供了实时的交通信息，使驾驶员能够更好地规划路线和避免拥堵。
同时，蜂窝网络技术还能够实现车辆之间的联网，使汽车能够相互感知和协作，提高行车的安全性。
除了在智能交通中的应用，蜂窝网络技术还为车联网带来了许多创新。
车联网是指将汽车与互联网连接起来，使车辆能够实现远程控制、远程诊断、数据共享等功能。
蜂窝网络技术使得车辆可以通过网络来获取和传输信息，实现与外界的无缝连接。
例如，驾驶员可以通过手机或者车载终端实时了解车辆状态，远程控制车辆的启动和熄火，远程锁车解锁，甚至远程预约加油站和停车位。
这些功能不仅提高了驾驶员的便利性，也为车辆的管理和维护带来了便捷。
蜂窝网络技术的应用还能够为智能交通系统提供大量的数据资源，以支持交通管理和决策。
通过采集车辆行驶数据、车内环境数据以及车辆状态数据，交通管理部门可以实时监控道路状况、交通流量和拥堵情况。
这些数据可以帮助决策者更好地规划道路和交通设施，并且提供实时的交通信息给驾驶员。
此外，蜂窝网络技术还可以用于交通违法行为的监测和处理，提高交通执法的效率和准确性。
然而，蜂窝网络技术在车联网和智能交通中的应用也面临着一些挑战和问题。
首先，蜂窝网络技术的覆盖范围和传输速度还有待改善。
在一些偏远地区或者人口稠密的城市中，蜂窝网络的信号可能会受到干扰或者拥塞，从而影响了车联网和智能交通的正常运行。
5G蜂窝物联网主流技术方案及演进探索
5G蜂窝物联网主流技术方案及演进探索摘要：现今，随着5G时代的来临，给物联网业务的飞速发展也带来了新的机遇，因此，要想尽早实现蜂窝物联网的规划与建设目标，就要对5G蜂窝物联网主流技术方案加大创新研究力度。
本文主要针对现阶段3GPP蜂窝物联网的主流技术方案的实施要点及演进方向进行着重阐述，旨在进一步促进5G蜂窝物联网主流技术的发展，同时也为相关的业内人士后期对于这方面的研究提供有价值的参考意见。
关键词：3GPP蜂窝物联网主流技术；方案优化；发展方向引言超高速率、超低时延和超大连接是5G物联网技术所具有的三大关键特征，其通过3GPP蜂窝物联网技术，可以促进eMBB、mMTC、URLLC三大场景产业的跨领域发展和产业融合，从而更好地提高经济社会的生产力和效率。
因此，要想进一步推动5G时代的更向前发展，就要对3GPP蜂窝物联网主流技术方案及其发展趋势进行深入分析。
1.5G网络特点分析大带宽、大连接、低时延、高可靠是第五代移动通信技术最显著的应用特征，其与4G通信技术相比，5G通信技术不仅可以满足人们语音通话以及收发视频等需求，而且对于促进物联网、虚拟现实以及人工智能技术的发展等也有着极大的作用。
例如，在在远程医疗领域中，医生通过5G网络所具有的低时延、高可靠特性可以顺利完成远程手术；而在新闻媒体领域中，5G的大连接特性则可为受众群体针对未来新闻，带来交互式、沉浸式的3D流媒体影像；相对，对于广大手机用户而言，5G所具有的大带宽特性，可以让人们感受到高效的通信速率，看起视频更方便快捷。
同时，其具有的低时延的特性还可以有效降低VR/AR设备成像带来的眩晕感，由此可见，5G时代的到来，不仅大大改变了人们的生产生活方式，而且也将通信技术推向了万物互联的新高度，因此，对5G蜂窝物联网主流技术方案及演进方向进行深入研究，很有必要。
2.3GPP蜂窝物联网主流技术方案分析2.1 NB-Io T/e MTCNB-Io T和e MTC是3GPP蜂窝物联网技术为满足LPWA业务，解决m MTC场景所制定的两种技术标准，其中前者具有较强的覆盖能力，其在模组成本方面也有着一定的优势，因此，一般在远程抄表和智能燃气表的应用领域中有着很高的利用率；而后者的应用功能与前者相比则更为突出，不仅具有较高的运行速率和可移动性，而且在定位、支持语音和LTE网络复用等方面也有着极强的功能，因此，其在智能物流和楼宇安防等应用领域中有着广泛的应用范围。
C-V2X 技术介绍
C-V2X 技术介绍yunfan188的博客-CSDN博客c-v2x缩略语3GPP（the 3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴项目）CA（Certificate Authority，证书授权）C-ITS(Cooperative Intelligent Transportation System，协作式智能交通系统)C-V2X(Cellular-V2X，蜂窝车联网) 该技术在DSRC技术之后推出，目的同样是在车辆之间进行直接无线通信。
C-V2X由3GPP组织定义，基于蜂窝调制解调器技术，其接入层与DSRC有着本质上的不同，完全不兼容。
C-V2X中的C是指蜂窝（Cellular），它是基于3G/4G/5G等蜂窝网通信技术演进形成的车用无线通信技术，包含了两种通信接口:一种是车、人、路之间的短距离直接通信接口（PC5），另一种是终端和基站之间的通信接口（Uu），可实现长距离和更大范围的可靠通信。
C-V2X是基于3GPP全球统一标准的通信技术，包含LTE-V2X和5G-V2X，从技术演进角度讲，LTE-V2X支持向5G-V2X平滑演进。
D2D（Device to Device，设备到设备）是指物联网中设备直连通信技术。
DSRC(Dedicated Short Range Communications，专用短程通信) 是一项专为汽车应用而设计的无线通信技术，可实现车辆与其他道路使用者之间的直接通信，无需采用蜂窝网或其他通信基础设施。
<备注> 道路使用者：包括汽车、卡车、摩托车、自行车、电瓶车、行人等。
GNSS（Global Navigation Satellite System，全球卫星导航系统）LTE(Long Term Evolution，长期演进)LTE-V2X(Long Term Evolution V2X，基于LTE网络的R14版本的V2X)5G-V2X(the fifth Generation V2X，基于5G网络的R16版本的V2X)MEC（Multi-access Edge Computing，多接入边缘计算）MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输协议）是一种基于发布/订阅（Publish/Subscribe）模式的轻量级通讯协议，该协议构建于TCP/IP协议上，属于应用层协议。
蜂窝网络技术在车联网和智能交通中的应用(六)
蜂窝网络技术在车联网和智能交通中的应用在如今的信息技术高速发展的时代，车联网和智能交通成为了人们生活中不可或缺的一部分。
而作为支撑这两个领域的重要技术之一，蜂窝网络技术也成为了不可或缺的一环。
本文将从不同的角度来探讨蜂窝网络技术在车联网和智能交通中的应用。
首先，蜂窝网络技术在车联网中的应用十分广泛。
通过蜂窝网络技术，车辆之间以及车辆与交通设施之间可以建立起稳定可靠的通信连接。
车辆可以通过与周围车辆以及交通设施的通信，获取到实时的路况信息，并进行智能化的导航和驾驶辅助。
比如，在拥堵路段，车辆可以通过蜂窝网络收集到其他车辆的速度以及交通设施的信号灯状态，从而智能地规避拥堵路段。
此外，蜂窝网络技术还可以实现车辆远程控制，比如可以通过手机等终端设备对车辆进行远程锁车、解锁、启动、熄火等操作。
其次，蜂窝网络技术在智能交通中的应用非常重要。
通过蜂窝网络技术，交通管理部门可以实时监控路况，及时掌握拥堵、事故等情况并作出响应。
同时，蜂窝网络技术也使得智能交通系统与城市其他多元化的信息系统进行无缝对接成为可能。
通过与城市的公交、地铁等公共交通以及停车场、加油站等设施的连接，实现真正的智能交通管理。
此外，蜂窝网络技术还可以为交通设施提供远程控制，比如可以根据交通流量调整信号灯的时长，实现交通信号优化，提高交通效率。
除了车联网和智能交通，蜂窝网络技术在车辆安全方面也有着重要的应用。
通过蜂窝网络技术，车辆可以与紧急救援系统进行连接，一旦发生事故等紧急情况，车辆可以迅速发送求救信号并获取紧急救援。
此外，车辆也可以与车辆电子围栏系统进行连接，实现防盗追踪功能。
比如，当车辆离开指定范围时，围栏系统会自动发送警报信息给车主，提醒车主也可自动追踪车辆位置方便找回。
然而，蜂窝网络技术的应用也存在一些挑战。
首先，高速移动车辆之间的通信稳定性是一个严峻的问题。
车辆在高速行驶时，通信信号可能会受到干扰，导致通信连接不稳定。
其次，蜂窝网络技术的应用还需要解决大规模连接的问题。
蜂窝物联网部署研究及其在5G网络下的关键技术
I互联网+应用nternet A pplication蜂窝物联网部署研究 及其在5G 网络下的关键技术□王浩年王家旭刘冰婷辽宁邮电规划设计院有限公司【摘要】随着智能城市、大数据时代的到来，无线通信将连接万物。
伴随着5G 技术的发展与5G 网络的大规模部署，"万物互联"的时代也即将来临。
蜂窝物联网（cellular I n t e r n e t o f t h i n g s )主要接入方式为蜂窝通信网络，是物联网的重要组成，包括现已广泛 商用的基于2G 、3G 、4G 的物联网，以及正在部署商用的窄带物联网（NB-l o T ，n a r r o w b a n d l o T )和增强机器类通信（eM T C，e n h a n c e d m a c h i n e -t y p e c o m m u n i c a t i o n ) 〇【关键词】蜂窝物联网e M T CN B -l o T5G序言蜂窝网络（Cellular network )经过多年的发展与建设， 现在已经成为各国移动通信网络架构的基础，其特点是覆盖 范围广泛，通信安全可靠性高。
根据高通公司的预测，预计到2025年，全球物联网连 接数量将突破50亿。
从可穿戴智能设备到智能抄表、从远 程医疗到车联网，物联网将涵盖智慧城市、智慧交通、智慧 农业、智慧医疗等生活的方方面面。
海量的智能终端设备将 会接入网络，而蜂窝网络将成为物联网的主要承载网络。
一、蜂窝物联网技术现状蜂窝物联网的网络结构包括物联网终端、网络、控制平 台和应用等四个层面，与传统物联网体系架构保持一致，如 图2.1所示。
终端是指能够通过无线方式接入到蜂窝网络的各种无线 物联网设备，比如车载联网设备、小型化的无人飞机、智能 医疗装置设备、工业使用智能机器人、无线监控设备、可穿 戴设备等等。
网络是指2G 、3G 、4G 、5G 等蜂窝网以及其他接入网。
《2024年车联网系统架构及其关键技术研究》范文
《车联网系统架构及其关键技术研究》篇一一、引言随着科技的飞速发展，车联网（Vehicular Networking System，VNS）技术逐渐成为智能交通系统的重要组成部分。
车联网系统通过无线通信技术将车辆与车辆（V2V）、车辆与基础设施（V2I）、车辆与行人（V2P）等连接起来，实现车辆与周围环境的实时信息交互，从而提高道路交通的安全性、效率性和舒适性。
本文将详细探讨车联网系统的架构及其关键技术研究。
二、车联网系统架构车联网系统架构主要包括感知层、网络层和应用层。
1. 感知层感知层是车联网系统的数据来源，主要依靠各种传感器和执行器来实现对车辆状态、环境信息的感知。
这些传感器包括雷达、激光雷达、摄像头、GPS等，可以实时获取车辆的位置、速度、加速度、周围车辆和道路情况等信息。
2. 网络层网络层是车联网系统的核心部分，主要负责将感知层获取的信息通过网络传输到应用层。
网络层采用无线通信技术，包括专用短程通信（DSRC）、蜂窝移动通信（如LTE-V2X）、Wi-Fi 等，实现车辆与周围环境的实时信息交互。
此外，网络层还需要考虑网络安全和隐私保护等问题。
3. 应用层应用层是车联网系统的最终呈现部分，主要包括各种智能交通应用，如智能导航、自动驾驶、协同驾驶、交通管理等。
这些应用可以基于网络层传输的信息进行实时决策和优化，提高道路交通的安全性和效率性。
三、关键技术研究车联网系统的关键技术主要包括无线通信技术、网络安全技术和数据处理技术等。
1. 无线通信技术无线通信技术是车联网系统的核心技术之一，包括DSRC、LTE-V2X等。
DSRC具有专用的频段和较高的传输速率，适用于短距离的车辆间通信；而LTE-V2X则基于蜂窝移动通信网络，具有较广的覆盖范围和较高的可靠性。
此外，为了满足车联网系统的实时性和可靠性要求，还需要研究高效的信道编码和调制技术。
2. 网络安全技术车联网系统的网络安全问题至关重要，需要采取多种措施来保护车辆和行人的隐私和数据安全。
车联网技术的原理与应用研究
车联网技术的原理与应用研究车联网技术是指通过无线通信和计算机技术将汽车与互联网连接起来，实现车辆之间、车辆与道路基础设施之间的信息交互和数据共享。
它是智能交通系统的重要组成部分，为汽车提供了更加智能化、高效化的服务，提升了交通运输系统的安全性、舒适性和可靠性。
本文将从车联网技术的原理、应用领域和未来发展趋势等方面展开深入探讨。
一、车联网技术的原理1. 通信方式车联网技术通过无线通信技术实现车辆之间的信息交互。
常用的通信方式包括车载自组网、车辆与基站之间的通信和车辆与云端服务器之间的通信。
车载自组网采用无线局域网（WLAN）或蜂窝网络（如LTE）实现车辆之间的直接通信。
它能够提供低延迟和高带宽的通信连接，可以支持车辆之间的实时数据交互和多媒体应用。
车辆与基站之间的通信采用蜂窝网络技术，如4G和5G。
基站将车辆的数据传输到云端服务器，实现对车辆的全面监控和管理。
车辆与云端服务器之间的通信则使用互联网。
车辆将数据上传到云端，云端服务器通过数据分析和处理为车辆提供个性化的服务。
2. 数据采集与处理车联网技术通过各类传感器将车辆相关的数据采集到车载计算机中，包括车辆状态、位置信息、环境感知和驾驶人行为等。
数据采集完毕后，车辆将数据传输到云端服务器进行处理和分析。
云端服务器能够利用大数据和人工智能等算法对数据进行深度学习和预测，为车辆提供更加智能化的服务。
车辆的数据处理结果将通过无线通信回传到车辆，实现车辆与云端服务器之间的实时交互。
3. 应用平台与服务车联网技术的核心在于为车辆提供丰富的应用平台和服务。
通过云端服务器，车辆可以享受到导航、娱乐、安全驾驶和车辆维护等多种服务。
导航服务可以为驾驶者提供实时路况信息、导航规划和电子地图等功能，帮助驾驶者选择最优的路线和避开拥堵。
娱乐服务包括音乐播放、视频观看以及社交媒体等功能，为驾驶者和乘客提供愉悦的旅行体验。
安全驾驶服务通过车辆与基础设施之间的信息交互，提供车辆的远程监控、紧急救援和盗窃报警等功能，提升交通运输系统的安全性。
蜂窝网络技术在车联网和智能交通中的应用(四)
蜂窝网络技术在车联网和智能交通中的应用随着科技的不断发展，蜂窝网络技术在车联网和智能交通领域的应用越来越广泛。
蜂窝网络技术可以将车辆与互联网连接起来，使得车辆能够实现实时通信和数据传输，从而提升车辆的智能化能力，改善交通流动性和提供更安全的驾驶体验。
一、车联网在智能交通中的作用车联网是利用无线网络技术将车辆与外部环境进行连接的一种智能化系统。
通过车联网技术，车辆可以与道路基础设施、其他车辆以及交通管理中心进行实时通信和数据交换。
这种交流与合作可以极大地提升交通系统的智能化水平，改善交通拥堵状况并提高安全性。
首先，车联网可以提供实时的交通信息。
通过蜂窝网络技术，车辆可以接收到实时的道路状况、交通拥堵情况和事故报警等信息。
这些信息可以帮助驾驶员选择最佳路线，避免拥堵和交通事故，提高出行效率，减少交通时间。
其次，车联网可以实现车辆之间的协同行驶。
在车联网系统中，车辆可以通过信息交换来协调行驶速度、距离和交通流量。
这种协同行驶可以减少交通拥堵，提高道路能效，并减少尾气排放。
同时，车联网还可以提供车辆撞车预警和自动避让功能，大大提升交通安全性。
最后，车联网还可以实现智能停车和远程监控。
通过蜂窝网络技术，驾驶员可以实时获取停车位信息，避免寻找停车位时浪费时间和燃油。
此外，驾驶员还可以使用手机应用程序对车辆进行远程监控和控制，例如查看车辆状态、锁定或解锁车辆等。
这种便利性和智能化极大地提升了驾驶体验。
二、蜂窝网络技术在车联网中的应用蜂窝网络技术是车联网实现实时通信和数据传输的基础。
目前，主要的车联网通信方式包括4G LTE、5G以及将来可能应用的6G网络。
这些蜂窝网络技术具有高速、稳定和低延迟的特点，适用于车辆之间和车辆与交通管理中心之间的通信。
蜂窝网络技术的应用可以分为车辆内部通信和车辆外部通信两个方面。
车辆内部通信主要是指车辆内部各个电子设备之间的通信。
例如，车辆内的导航系统、娱乐系统、车载摄像头等设备可以通过蜂窝网络技术实现互联互通，提供更丰富的功能和服务。
蜂窝车联网(C-V2X)技术与产业发展态势
蜂窝车联网（C-V2X）技术与产业发展态势01 概述随着汽车保有量的增加，道路安全、城市拥堵等问题日益严重，政府管理部门、交通行业、汽车行业一直在探索解决之道。
车联网技术融合了信息通信技术、人工智能技术、车辆控制技术，是多学科交叉的产物。
美、欧、亚等国家和地区高度重视车联网产业发展，均将车联网产业作为战略制高点，通过制定国家政策或通过立法推动产业发展。
车联网（V2X）是实现车辆与周围的车、人、交通基础设施和网络等全方位连接和通信的新一代信息通信技术。
涵盖了车与车之间（V2V）、车与路之间（V2I）、车与人之间（V2P）、车与网络之间（V2N）等的通信，具有低延时、高可靠的特点。
通过V2X将“人、车、路、云”等交通参与要素有机地联系在一起，一方面能够获取更为丰富的感知信息，促进自动驾驶技术发展；另一方面通过构建智慧交通系统，提升交通效率、提高驾驶安全、降低事故发生率、改善交通、减少污染等。
目前我国已将车联网产业上升到国家战略高度，产业政策持续利好。
车联网技术标准体系已经从国家标准层面完成顶层设计。
我国车联网产业化进程逐步加快，围绕LTE-V2X形成包括通信芯片、通信模组、终端设备、整车制造、运营服务、测试认证、高精度定位及地图服务等较为完整的产业链生态。
为推动C-V2X产业尽快落地，包括工业和信息化部、交通运输部、公安部等积极与地方政府合作，在全国各地先后支持建设16个智能网联汽车测试示范区。
C-V2X应用可分为近期和中远期两大阶段。
近期通过车车协同、车路协同实现辅助驾驶，提高驾驶安全，提升交通效率；以及特定场景的中低速无人驾驶，提高生产效率，降低成本。
中长期将结合人工智能、大数据等新技术，融合雷达、视频感知等技术，通过车联网实现从单车智能到网联智能，最终实现完全自动驾驶。
02 全球车联网发展态势美国政府高度重视智能交通和智能网联汽车产业发展，目前已明确将汽车智能化、网联化作为两大核心战略。
美国目前有将近50个DSRC车联网示范项目，各个示范项目的道路长度从几英里到几百英里不等，主要选取典型的V2V、V2I、V2P用例进行示范应用。
车联网的关键技术及其应用研究
车联网的关键技术及其应用研究摘要：车联网融合了人、车、路、周边环境等相关信息，可以为人们提供综合服务。
是物联网在汽车行业的典型应用。
汽车的互联网驱动下，传统汽车从代步工具到数据终端演变，相关研究表明，在车辆联网应用的初始阶段，可以显著降低能耗和废气排放，缓解城市交通拥堵，显著降低车祸率80%以及30%至70%死亡人数。
关键词：车联网；关键技术；应用前言随着科技的发展，人类的生活方式变得越来越智能化，与此同时，科技也在改变着人们日常出行的交通环境。
通信设备的多样化，使得汽车和公路也日益智能化，在这种大环境下，车联网以及针对车联网的相关应用发展也必然成为趋势。
车联网概念来自于物联网，是由车辆位置、速度和行驶轨迹等各种信息组成的巨大数据交换网络，也是智能城市的标志之一。
近年来，以车载OBD模式的车联网悄然兴起，通过智能手机可以实现娱乐、路况、位置、导航、救援等，同时也可以实现汽车各类服务、防盗、实时车况等功能，极大解决了车主的用车安全问题。
1车联网的定义目前，车联网还没有明确的定义，根据中国物联网校企联盟的定义，车联网是由车辆位置、速度和路线等信息构成的巨大交互网络。
运用各种先进技术，收集、处理和共享大量信息，使车辆、行人、道路和城市网络等相互关联，实现了车与车、车与路、车与人、车与环境的智能协同。
2车联网发展概况2.1车联网市场总体情况据统计，全球2018年车联网的市场规模有望达到390亿欧元，2020年全球市场达到500亿欧元。
而2020年车联网用户将超过4000万，渗透率将超过20%，市场规模将达到2000亿元人民币。
当前车联网的主要业务还是以TSP （TelematicsServiceProvider）业务和智能安全驾驶为主。
前者主要包括远程信息服务（例如车辆管理、交通信息、高精地图）以及生活娱乐服务（例如游戏、视频、车载智能家居等）。
后者则以安全和辅助驾驶、编队行驶、自动驾驶为主。
车联网产业最大的特点就是跨越服务业与制造业两大领域，服务业和制造业相互渗透融合。
C-V2X PC5接口通信关键技术及性能评估
352022 NO.1汽车与新动力C -V 2XP C 5接口通信关键技术及性能评估申亚飞1 钱肇钧2 冯晓枫1(1.上海机动车检测认证技术研究中心有限公司,上海201805;2.国家无线电监测中心,北京100037)摘要:蜂窝车联网(C -V 2X )通信技术的应用目的在于增强道路交通安全㊂C -V 2X 主要采用模式3和模式4的通信模式㊂分析了C -V 2X 的底层直连蜂窝通信协议(P C 5)接口通信的子帧结构设计㊁同步机制㊁资源池配置㊁资源分配机制等关建技术㊂对基于感知的半持续调度(S -S P S )算法进行了介绍和评估㊂通过在城市道路场景中的仿真验证了资源重选概率和资源预留间隔对数据包接收率(P R R )的影响,以及通过在不同场景中的仿真验证了信道带宽对P R R 的影响㊂关键词:蜂窝车联网(C -V 2X );通信协议;接口技术0 前言车联网借助新一代信息通信技术,提升了车辆智能化水平和自动驾驶能力,提高了交通效率,改善了驾驶员的驾驶体验,为用户提供了智能㊁安全㊁舒适及高效的驾驶服务㊂车联网技术在降低交通事故发生率㊁提高交通效率㊁缓解交通拥挤㊁降低能耗及减少环境污染方面具有重要意义㊂通信技术作为车联网中重要的技术,是实现信息交互的载体,可为车联网提供全方位高效网络连接[1]㊂目前,基于长期演进网络(R 14版本)的车联网(L T E -V 2X )的蜂窝车联网(C -V 2X )通信技术已接近商业化阶段㊂该技术可实现交通工具与其他车辆,以及其他使用短距离通信或蜂巢式网路的道路使用者的有效沟通㊂未来,随着第五代移动通信(5G )技术的强化,C -V 2X 通信技术将大幅提升交通效率和道路安全㊂C -V 2X 通信技术是智能交通运输系统(I T S )的重要组成部分㊂由于涉及到车辆与人员的安全,C -V 2X 通信终端产品在实际投入使用前必须对其进行严格的测试㊂鉴于现场测试的效率较低,成本较高,故使用建模仿真测试方法是车联网行业内公认的最重要㊁最有效的方式之一㊂1 C -V 2X 概述车联网通信支持车辆与任何事物(V 2X )之间的信息交互㊂V 2X 通信模式包括:车与车(V 2V )㊁车与人(V 2P )㊁车与基础设施(V 2I )㊁车与网络(V 2N )的通信交互㊂C -V 2X 是基于第三代移动通信(3G )/第四代移动通信(4G )/5G 蜂窝网络通信技术演化而成的蜂窝车联网通信技术㊂C -V 2X 技术主要采用2种通信模式,分别定义为模式3和模式4㊂2种模式分别对应不同的通信接口[2]㊂图1示出了C -V 2X 模式3通信技术示意图㊂该模式由基站集中控制管理无线资源分配相关工作,车辆仅在基站覆盖范围内才能进行通信,其对应于终端和基站之间的通信接口(U u )㊂在C -V 2X 模式4中,车辆可自主选择无线资源进行V 2X 业务传输,不需要借助基站等网络基础设施㊂该模式采用C -V 2X 的底层直连蜂窝通信协议(P C 5)接口进行通信,利用侧链(S L )发送V 2X 消息,从而实现车辆间的低时延㊁高可靠及高容量通信(图2)㊂图1 C -V 2X 模式3U u 接口通信示意图C -V 2X 通信技术作为面向车辆㊁行人㊁道路基础设施㊁云平台的通信综合解决方案,具备在高速移动环境中低时延㊁高可靠㊁高速率㊁安全的通信能力,能实现更加全方位的连接和更高效的信息交互,以满足车联网362022 NO.1汽车与新动力图2 C -V 2X 模式4P C 5接口直通方式示意图通信的多种应用需求㊂C -V 2X 典型的应用场景包括信息服务㊁交通安全㊁交通效率提升,以及自动驾驶等[3]㊂2 C -V 2XP C 5接口的关建技术C -V 2X 模式4支持车辆之间的直接通信,允许车辆以分布式调度方式自主选择无线通信资源,而不需要通过基站进行资源集中调度㊂本文主要对C -V 2X 模式4的通信方式进行分析和研讨㊂针对车联网应用场景中车辆高速移动的特性,以及数据传输要求低时延㊁高可靠等需求,C -V 2X 标准对子帧结构㊁同步机制及资源池配置进行了增强[4-8]㊂2.1 子帧结构在C -V 2X 应用场景中,车辆运动速度较快,且车辆可能在高频段工作,这会导致多普勒频率发生偏移,对信道产生严重影响㊂因此,需要在C -V 2XP C 5接口通信中优化设计解调参考信号(D M R S )结构㊂C -V 2X 通信技术借鉴了基于长期演进(L T E )网络终端直通技术的D M R S 列结构,将1个子帧中的2列D M R S 增加到4列D M R S ㊂图3示出了C -V 2XP C 5接口通信的子帧结构㊂该结构可使邻近的D M R S 间隔从先前的0.50m s 缩减为0.25m s ,导频密度在时域上有所增加,有效解决了典型高速场景时高频段的信道检测㊁估计及补偿等问题㊂除D M R S 结构外,增强后的C -V 2XP C 5接口通信的子帧结构还包括上下行保护时间(GP )及自动增益控制(A G C )㊂图3 C -V 2XP C 5接口通信的子帧结构2.2 同步机制在C -V 2X 系统中,C -V 2X 通信节点可配置全球卫星导航系统(G N S S)模块,并可直接作为同步源向周围节点提供同步信息㊂同时,基站也可作为同步源之一,通过广播方式将基站与G N S S 之间的时间偏差通知用户,进行时间补偿㊂由于在基站覆盖范围下的节点与基站同步,故基站覆盖范围下的用户也可作为同步源,将基站同步信号发送到基站覆盖范围外的节点㊂因此,C -V 2X 通信技术支持G N S S ㊁节点自同步及基站等3种同步源㊂2.3 资源池配置C -V 2X 利用单载波频分多址(S C -FD M A )支持多用户接入网络㊂同时,C -V 2X 支持10MH z 及20MH z 信道带宽用于传输V 2X 业务,每个信道在时域上被划分为子帧,在频域上被划分为子信道㊂每个子信道由多个资源块(R B )组成㊂资源块是分配给用户的最小时频资源单位,1个资源块在时域上占1m s ,在频域上占180K H z ㊂每个子信道上的资源块数目是可以变化的㊂数据和侧链控制信息(S C I)占用子信道进行传输㊂具体而言,就是数据在传输块(T B )上的物理侧链共享信道(P S S C H )进行传输,每个传输块包含了所有要传输的数据包,传输块的大小取决于数据包大小㊂传输块必须与其关联的S C I 在同一个子帧内进行传输,该S C I 在物理侧链控制信道(P S C C H )上占用2个资源块,S C I 包含了用于传输块的调制和编码方案等控制信息㊂P S C C H 与P S S C H 可采用2种资源配置方式,即邻带资源配置方式和非邻带资源配置方式㊂在邻带资源配置方式中,S C I 和数据在同一子帧的相邻资源块上进行传输,占用1个或多个子信道;在非邻带资源配置方式中,S C I 和数据在同一子帧的非相邻资源块上进行传输㊂图4示出了2种资源池的配置方式㊂图4 资源池的配置方式372022 NO.1汽车与新动力3 基于感知的半持续调度(S -S P S )资源分配机制3.1 S -S P S 资源分配机制概述C -V 2XP C 5接口通信技术采用了一种全新的分布式资源分配方案,即S -S P S 资源分配机制,该机制可以在不借助蜂窝基站的情况下自主选择资源进行周期性消息的传输㊂S -S P S 资源分配算法利用V 2X 业务的周期性特点,通过感知预约周期性的资源传输V 2X 业务,可避免冲突,提高资源利用率,提升传输可靠性㊂假设N 为资源选择或重选时刻,车辆在选择传输资源后相隔时间长度后传输V 2X 业务,并假设半持续周期时间长度,则资源选择窗口的2个时间间隔t 的计算公式如下:t =N +t 1(1)t =N +t 2(2)式(1)中:t 1通常取值为4m s ;式(2)中:t 2通常取值为100m s㊂图5示出了C -V 2XP C 5接口的S -S P S 机制时序㊂候选资源(C S R )是指资源选择窗口内的系统资源,N -1000到N -1之间的时间间隔称为感知窗口㊂车辆在进行资源选择或重选时,会根据过去1000m s 的感知窗口来判断选择窗口内的C S R 是否空闲㊂若C S R 空闲,则资源为可用资源,车辆可选择该C S R 作为传输资源㊂当车辆从可用资源中选定传输资源后,可在式(3)所示的时刻内占用该传输资源传输V 2X 业务,也可以在式(4)所示的时刻内对传输资源的使用进行预约㊂相关计算公式如下:t =N +M (3)t =N +M +l(4)式(3)中:N 为资源选择或重选时刻;M 为车辆在选择传输资源后相隔时间长度㊂式(4)中:l 为半持续周期时间长度㊂图5 C -V 2XP C 5接口S -S P S 机制时序3.2 S -S P S 资源分配过程C -V 2X 模式4通信介质访问控制层(MA C )的资源分配机制主要采用S -S P S 资源分配算法㊂S -S P S 资源分配算法主要分为3个过程:资源感知过程㊁资源选择过程㊁资源重选过程[9]㊂基于S -S P S 资源分配机制,车辆可以根据信道感知结果选择可用的传输资源,并保留此资源便于下一次传输㊂3.2.1 资源感知过程资源感知是执行S -S P S 资源分配算法的先导过程㊂感知的本质就是在感知窗口内检测其他车辆使用资源块的情况,从而在资源选择窗口中确定可用资源㊂在资源选择窗口中,车辆会检测最近1000m s 时域子帧内资源块的使用情况,并根据不断接收的直通链路接收信号强度指示(R S S I )阈值来判断给定的资源块是否空闲㊂在第3代合作伙伴计划(3G P P )中,每个资源块R S S I 阈值通常设为107d B m ㊂若S -R S S I 值大于该阈值,则被认为资源块忙碌,反之,资源块为空闲㊂根据感知结果,车辆可将S -R S S I 在阈值之下的资源块作为可用资源㊂若可用资源小于20%,则该车辆需要增加3d B 的参考信号接收功率(R S R P )阈值,直到建立大于20%的可用资源,否则,车辆将继续执行上述循环步骤㊂3.2.2 资源选择过程在资源感知过程中,当确定了大于20%的可用资源后,需要从中选出最好的20%的可用资源作为传输资源,即具有最低平均S -R S S I 值的20%的可用资源㊂假设Q R S S I 为平均S -R S S I 值,并将其定义为10个子帧的S -R S S I 的平均值,计算公式如下:Q R S S I=ð10j =1Q R S S I (t -100j )10(5)图6 平均S -R S S I 值的计算式中:Q R S S I 为S -R S S I 值;j 为选择窗口;t 为时间间隔㊂Q R S S I 值越小,说明该资源被其他车辆占用的可能性越小,因而选择该资源可以减少资源冲突㊂图6为平均S -R S S I 的计算示意图㊂382022 NO.1汽车与新动力3.2.3 资源重选过程当车辆随机在最好的20%可用资源中选择传输资源时,系统会相应地产生1个资源计数器,该计数器的取值范围为5~10㊂车辆每传输1次V 2X 业务,资源计数器的值相应地减1㊂当资源计数器的值为零时,车辆会以一定概率重新选择新的传输资源㊂3.3 S -S P S算法具体实现步骤图7 C -V 2XS -S P S 算法具体实现步骤图7示出了C -V 2X 中S -S P S 算法的具体步骤[10]㊂S -S P S 算法程序的实现步骤如下:①设置资源选择窗口,把资源选择窗口内的所有资源设为候选资源㊂②车辆连续监测子帧,并记录解码的S C I 和S L 接收信号强度指示测量值,根据感知窗口确定可用资源㊂③设置信号功率阈值T h r e s h R s r p ㊂④设置资源分配参数,初始化集合C S R A ㊁C S R B ㊂其中,C S R A 为资源选择窗口内的所有候选资源,C S R B 为空集㊂⑤在集合C S R A 中,排除R S R P 阈值大于信号功率阈值的候选资源㊂⑥确定大于20%的可用资源㊂若不满足该条件,则将R S R P 阈值增加3d B ,直至满足大于20%的可用资源㊂⑦在C S R A 集合中选择最好的20%可用资源㊂其选择准则为具有最低平均S -R S S I 值的20%可用资源,并放入集合C S R B 中㊂⑧从C S R B 中随机选择资源进行V 2X 业务传输㊂4 仿真分析采用网络仿真器N S 3对C -V 2X 的S -S P S 算法性能进行仿真分析,并评估了资源重选概率㊁资源预留间隔㊁信道带宽对数据包接收率(P R R )的影响㊂P R R 是指在基线距离范围内所有车辆成功接收的数据包数目与所传输的所有数据包数目的比值㊂表1示出了仿真分析的参数㊂表1 C -V 2X 的S -S P S 算法仿真参数参数参数值车辆数量/辆60仿真场景高速公路㊁城市道路㊁城市十字路口车辆到达分布泊松分布数据包大小/B 190数据包发送频率/H z 10发送功率/d B m 23有效天线高度/m 0.5资源预留间隔/m s100t 1/m s4t 2/m s 100资源保持概率/%50调制与编码方案/个20信道带宽/MH z 10,20资源配置方案邻带方案图8示出了城市道路场景中,当信道带宽为10MH z 时,不同资源重选概率下P R R 的变化情况㊂从图中可以看出,随着仿真时间的增加,各条曲线趋于平稳㊂当资源重选概率过高时,S -S P S 性能欠佳,其原因是资源重选概率越高,资源可用性变化将加剧,从而导致通信可靠性较低,P R R 值下降㊂图8 不同资源重选概率下P R R 的变化情况图9示出了城市道路场景中,当信道带宽为10M H z392022 NO.1汽车与新动力时,不同资源预留间隔下P R R 的变化情况㊂随着资源预留间隔的增加,P R R 值有所提升㊂这是因为资源预留间隔增加,车辆在给定时间内可使用的资源数量减少,因此,多个车辆选择同一资源的概率降低,从而资源冲突减少,P R R 有所提升㊂图9 不同资源预留间隔下P R R 的变化情况图10示出了不同场景下不同信道带宽对P R R 值影响的评估情况㊂针对3种不同仿真场景,20MH z 信道带宽的性能优于10MH z 信道带宽的性能㊂这是因为信道带宽越大,可供车辆选择的资源越多,多个车辆选择相同资源的概率将降低,发生碰撞的机率就越小㊂因此,成功接收数据包的数量增加,P R R 增加㊂同时,在高速公路场景下的P R R 性能略优于城市道路场景,其原因是相比于城区道路场景,高速公路场景下的信道模型只包含视距传输,无线网络信道质量较好,因此P R R 性能会有所提升㊂图10 不同带宽对应的P R R 变化情况5 结语本文对C -V 2XP C 5接口通信关键技术进行了概述,并对S -S P S 机制进行了性能评估㊂C -V 2XP C 5接口通信可以在没有蜂窝基础设施支持的场景中为车辆提供车车间的直接通信,C -V 2XP C 5接口通信引入S -S P S 资源分配方案后,系统允许车辆自主地选择和保留无线资源进行消息的传输㊂仿真分析结果表明,资源重选概率㊁资源预留间隔及信道带宽对C -V 2XP C 5接口通信性能具有一定影响㊂随着智能网联汽车产业的迅猛发展,智能驾驶技术已经日臻成熟,但是用于车联网通信的C -V 2X 的频段尚未正式确定㊂因此,通过仿真手段开展对C -V 2X相关资源的配置和通信质量的测试分析,将有助于为我国C -V 2X 的频段分配提供技术支撑,为车联网商用部署打下技术基础㊂参 考 文 献[1]中国信息通信研究院.车联网白皮书(2017)[R ].北京:中国信息通信研究院,2017.[2]E T S I .3r d g e n e r a t i o n p a r t n e r s h i p p r o j e c t ;t e c h n i c a ls pe c if i c a t i o ng r o u p r a d i o a c c e s sn e t w o r k ;s t u d y onL T E -b a s e dV 2Xs e r v i c e s (r e -l e a s e 14):3G P PT R36.885[S ].E U :N i c e ,E T S I ,2016.[3]中国信息通信研究院.C -V 2X 白皮书[R ].北京:中国信息通信研究院,2018.[4]陈山枝,胡金玲,时岩,等.L T E -V 2X 车联网技术㊁标准与应用[J ].电信科学,2018,34(4):1-11.[5]E T S I .3r d g e n e r a t i o n p a r t n e r s h i p p r o j e c t ;t e c h n i c a ls pe c if i c a t i o ng r o u p ra d i oa c c e s sn e t w o r k ;e v o l v e du n i v e r s a l t e r r e s t r i a l r a d i o na c -c e s s (E -U T R A );p h y s i c a l l a y e r p r o c e d u r e s (r e l e -a s e9):3G P P T S 36.213[S ].E U :N i c e ,E T S I ,2018.[6]E T S I .3r d g e n e r a t i o n p a r t n e r s h i p p r o j e c t ;t e c h n i c a ls pe c if i c a t i o ng r o u p ra d i o a c c e s s n e t w o r k ;e v o l v e d u n i v e r s a l t e r r e s t r i a l r a d i o a c c e s s (E -U T R A );m e d i u ma c c e s s c o n t r o l (MA -C )p r o t o c o l s pe c if i c a t i o n :3G P PT S36.321[S ].E U :N i c e ,E T S I ,2018.[7]E T S I .3r d g e n e r a t i o n p a r t n e r s h i p p r o j e c t ;t e c h n i c a ls pe c if i c a t i o ng r o u p ra d i o a c c e s s n e t w o r k ;e v o l v e d u n i v e r s a l t e r r e s t r i a l r a d i o a c c e s s (E -U T R A );r a d i or e s o u r c ec o n t r o l (R R C );p r o t o c o ls pe c if i c a t i o n :3G P PT S36.331[S ].E U :N i c e ,E T S I ,2018.[8]H E X ,L VJ ,Z H A OJ ,e ta l .D e s i g na n da n a l ys i so fas h o r t t e r m s e n s i n g b a s e dr e s o u r c es -e l e c t i o ns c h e m ef o rC -V 2X n e t w o r k [E B /O L ].[2020-05-22].h t t p s ://i e e e x p l o r e i e e e .53yu .c o m /a b s t r a c t /d o c u m e n t /9098860.[9]余翔,陈晓东,王政,等.基于L T E -V 2X 的车联网资源分配算法[J ].计算机工程,2021,47(2):188-193.[10]N A B I LA ,MA R O J E V I C V ,K A U R K ,e t a l .P e r f o r m a n c ea n a l ys i s o fs e n s i n g -b a s e d s e m i -p e r s i -s t e n ts c h e d u l i n g i n C -V 2X n e t w o r k s [E B /O L ].[2018-08-27].h t t p s ://i e e e x p l o r e i e e e .53y u .c o m /a b -s t r a c t /d o c u m e n t /8690600.。
蜂窝车联网技术架构与关键技术研究
蜂窝车联网技术架构与关键技术研究摘要本文从车联网的定义、应用场景和两种无线通信技术的比较切入，首先介绍蜂窝车联网的技术架构和主要功能实体，其次介绍了该网络的两项关键技术，最后对关键技术的网络部署提出了建议。
关键词：蜂窝车联网；MBMS；ProSe1.车联网技术车联网（V2X）是指通过装载在车辆上的传感器、车载终端及电子标签提供车辆信息，采用各种通信技术实现车与车、车与人、车与路互连互通，并在信息网络平台上对信息进行提取、共享等有效利用，对车辆进行有效的管控和提供综合服务[1]。
车联网应用包括车-车（V2V）应用、车-路（V2I）应用、车-网（V2N）应用和车-人（V2P）应用。
V2V、V2P、V2N和V2I这4种类型的V2X应用可以用“合作意识”为用户提供智能服务。
如车辆、路边单元、应用服务器和行人可以收集、处理和分享当地环境信息，为用户提供合作碰撞警告或自主驾驶等智能服务。
目前，车联网无线通信技术分为IEEE 802.11（DSRC专用短程通信使用的底层无线通信技术）和3GPP C-V2X（基于蜂窝网的V2X无线通信技术）两个阵营。
DSRC具有客观的先发优势，技术趋于成熟。
而LTE-V2X作为一种基于LTE演进的车联网技术，则具备后发优势。
DSRC和C-V2X的对比如表1所示。
本文将重点讨论蜂窝车联网的关键技术和部署方案。
表1 DSRC与C-V2X技术对比表2.蜂窝车联网技术架构2.1基于PC5和LTE-Uu的V2X通信架构C-V2X根据接口的不同可分为V2X-Direct和V2X-Cellular两种通信方式。
V2X-Direct通过PC5接口，采用车联网专用频段（如5.9GHz），实现车车、车路、车人之间直接通信，时延较低，支持的移动速度较高，但需要有良好的资源配置及拥塞控制算法。
V2X-Cellular则通过蜂窝网络Uu接口转发，采用蜂窝网频段（如1.8GHz），下行采用广播方式。
C-V2X通信的两种通信模式是互为独立和补充的。
蜂窝网络技术在车联网和智能交通中的应用(十)
蜂窝网络技术在车联网和智能交通中的应用随着科技的快速发展，车联网和智能交通成为了日常生活中的热门话题。
其中，蜂窝网络技术在这两个领域中发挥着重要的作用。
本文将从不同的角度分析蜂窝网络技术在车联网和智能交通中的应用。
一、车联网中的蜂窝网络技术蜂窝网络技术是车联网实现的重要支撑，它通过将车辆与互联网连接起来，实现车辆之间以及车辆与基础设施之间的实时通信。
首先，蜂窝网络技术为车辆提供了实时定位和导航功能。
通过GPS和蜂窝网络的结合，车主可以随时了解自己的位置，并获得最佳的驾驶路线。
其次，蜂窝网络技术还为车主提供了车辆远程监控和控制的功能。
车主可以通过手机App远程操控车辆的启动、停止以及车门锁等。
这不仅提高了车辆的安全性，还方便了车主的使用。
除此之外，蜂窝网络技术在车联网中还具有许多其他应用。
例如，它可以为车主提供实时的交通信息，如道路拥堵情况和事故报告等。
这使得车主能够选择最佳的行驶路线，避免交通堵塞。
此外，蜂窝网络技术还为车主提供了智能化的车辆故障检测和维修服务。
当车辆发生故障时，蜂窝网络技术可以自动向车主发送警报信息，并提供最近的维修站点信息。
二、智能交通中的蜂窝网络技术蜂窝网络技术在智能交通中的应用也十分广泛。
首先，它可以实现道路交通的智能监控和管理。
通过将交通信号灯、红绿灯和摄像头等设备与蜂窝网络连接起来，交通管理部门可以实时监测道路交通情况，并根据实际情况调整交通信号灯的控制。
这有助于减少交通拥堵，并提高交通效率。
同时，蜂窝网络技术还可以实现智能寻车功能，避免了停车场内车辆的困扰。
其次，蜂窝网络技术在智能交通中的应用还包括智能化的停车管理系统。
通过将停车场内的传感器和摄像头等设备与蜂窝网络连接起来，车主可以通过手机App或导航系统实时查找附近的可用停车位。
这不仅提高了停车的便利性，还节省了车主的时间。
另外，蜂窝网络技术还可以实现电动汽车的远程监控和充电服务。
车主可以通过手机App查看电动汽车的电量和充电状态，并找到最近的充电站。
蜂窝网络技术在车联网和智能交通中的应用
蜂窝网络技术在车联网和智能交通中的应用随着科技的不断发展，蜂窝网络技术在车联网和智能交通领域的应用正变得越来越广泛。
蜂窝网络技术不仅为车辆提供了更稳定的互联网连接，还为智能交通系统提供了更高效的数据传输和通信能力。
本文将探讨蜂窝网络技术在车联网以及智能交通中的应用，并对其带来的影响进行分析。
一、车联网中的蜂窝网络技术应用蜂窝网络技术在车联网中的应用日益普及。
通过移动网络，车辆可以实现与云端的高速通信，从而实现车辆之间的信息交换和车辆与外部世界的连接。
蜂窝网络技术为车联网提供了稳定且可靠的网络连接，为车辆的安全性、便利性和智能化提供了坚实的基础。
首先，蜂窝网络技术为车辆提供了实时的定位和导航服务。
现代车联网技术结合蜂窝网络，可以使车辆通过GPS定位等技术准确地获取自身位置，并根据交通状况实时更新导航路径。
这使得驾驶员能够更加轻松地选择最优路径，避开拥堵路段，提高驾驶的便捷性和效率。
其次，蜂窝网络技术还能提供车辆远程监控和管理功能。
通过车载终端与云端的通信，车主可以实时获取车辆的状态信息，如油量、电池电量等，还可以实现对车辆进行远程控制，例如远程开启车门、启动空调等。
这为车主提供了更加便捷的车辆管理方式，同时也提高了车辆的安全性和防盗性能。
此外，蜂窝网络技术还可以实现车辆与车辆之间的实时通信。
通过车辆之间的互联，可以实现交通信息共享、车辆之间信息的传递和交互。
这使得车辆能够实时了解周围车辆的动态，提前作出相应的驾驶决策，从而提高交通的安全性和流畅性。
二、智能交通中的蜂窝网络技术应用蜂窝网络技术在智能交通中也有着重要的应用价值。
智能交通系统是基于蜂窝网络技术的车联网技术在交通管理方面的延伸应用，它通过信息传输和处理对交通资源进行智能管理和优化，提高交通效率。
首先，蜂窝网络技术使得交通管理部门可以实时获取交通信息。
通过在交通要点部署传感器和摄像头等设备，蜂窝网络可以将现场的交通信息传输到交通管理中心，实现数据的实时汇聚和处理。
车联网行业研究报告
车联网行业研究报告一、引言车联网，作为汽车行业与信息技术深度融合的产物，正在重塑我们的出行方式和交通生态。
近年来，随着智能汽车的普及和 5G 通信技术的发展，车联网市场呈现出蓬勃的发展态势。
本报告将对车联网行业进行全面深入的研究，分析其发展现状、市场趋势、关键技术、面临的挑战以及未来的发展前景。
二、车联网的定义与范畴车联网，简单来说，就是将车辆与互联网连接起来，实现车辆与车辆、车辆与基础设施、车辆与行人以及车辆与云端服务之间的信息交换和共享。
它涵盖了多个领域，包括汽车电子、通信技术、软件服务、数据分析等。
车联网的主要功能包括车辆远程控制、实时导航、智能驾驶辅助、车辆状态监测、交通信息服务等。
通过这些功能，车联网旨在提高驾驶安全性、提升交通效率、改善驾乘体验，并为汽车产业带来新的商业模式和价值增长点。
三、车联网的发展现状（一）市场规模持续增长近年来，全球车联网市场规模呈现出快速增长的趋势。
据市场研究机构的数据显示，截至_____年，全球车联网市场规模已经达到_____亿元，预计到_____年将超过_____亿元。
在中国，车联网市场也在迅速崛起，成为全球车联网产业的重要增长极。
（二）技术不断创新随着 5G 通信技术的商用化、人工智能技术的发展以及大数据分析能力的提升，车联网技术不断创新。
5G 技术为车联网提供了更低的延迟和更高的带宽，使得车辆之间的实时通信更加可靠；人工智能技术在智能驾驶辅助、自动驾驶等领域发挥着重要作用；大数据分析则有助于优化交通流量、提高能源利用效率等。
（三）产业链逐渐完善车联网产业链包括上游的零部件供应商、中游的整车厂商和通信运营商、下游的服务提供商和终端用户等。
目前，产业链各个环节的企业都在积极布局车联网领域，合作不断加强，产业生态逐渐完善。
四、车联网的市场趋势（一）智能网联汽车成为主流随着消费者对汽车智能化和互联化需求的不断增加，智能网联汽车将成为未来汽车市场的主流产品。
预计在未来几年内，智能网联汽车的销量将持续增长，占据汽车市场的更大份额。
面向5G移动通信的蜂窝物联网关键技术研究
面向5G移动通信的蜂窝物联网关键技术研究蜂窝物联网是指基于蜂窝移动通信网络的物联网系统，它通过蜂窝网络提供宽带无线接入，支持万物互联、智能化物联网应用的实现。
随着5G移动通信技术的逐步发展和普及，蜂窝物联网将迎来更广泛的发展和应用。
1.网络架构设计随着蜂窝物联网的规模不断扩大，网络的架构设计显得尤为重要。
5G蜂窝物联网需要支持大规模的终端设备连接，因此，网络必须具备高可靠性、高灵活性、高可扩展性、低时延等特点。
网络架构中的各种组件的设计和优化也需要考虑这些因素，从而满足各种应用的需求。
2.物联网终端设计物联网终端是蜂窝物联网系统的基础组成部分，它负责采集、处理和传输各种物理和环境数据。
随着物联网应用的不断扩展，物联网终端设计需要支持不同类型的传感器和设备，同时满足低功耗、低成本等特点。
5G蜂窝物联网的物联网终端将需要支持更高的数据带宽、更快的数据传输速度，并提供更多的应用接口和数据处理功能。
3.安全机制设计蜂窝物联网中包含大量的敏感数据和重要信息，因此安全机制设计显得尤为关键。
安全机制需要涵盖通信协议安全、身份认证、数据加密、安全隐私保护等各个方面，确保蜂窝物联网的安全和稳定运行。
5G移动通信技术提供更高的安全级别，例如，支持更强的数据加密机制，从而提高了蜂窝物联网的安全性。
4.能源管理与优化蜂窝物联网中的物联网终端需要长期运行，因此能源管理和优化显得至关重要。
有效的能源管理可以延长终端的使用寿命，同时降低运行成本。
此外，通过设计低功耗的物联网终端和应用能效优化技术，可以有效地减少能源的消耗。
5G蜂窝物联网的能源管理和优化需要保持与更高的带宽需求和更复杂的应用需求的平衡。
5.系统性能优化蜂窝物联网系统性能的优化是实现稳定运行和提高用户体验的关键。
优化方案可以包括协议设计、通信信道选择、数据传输模式、网络拓扑结构等各个方面。
通过优化系统性能，可以提高蜂窝物联网的数据传输效率和数据丢失率，从而提高系统的可靠性和稳定性。
城市轨道交通无线信息通信与关键技术探讨
城市轨道交通无线信息通信与关键技术探讨摘要：随着我国社会经济的发展与科学技术的进步，人们的日常出行活动越来越便捷、越来越频繁，与此同时，人们的出行服务需求也在朝着更加安全、舒适的方向发展。
而大城市人口规模大、人员流动性强，交通基础设施的负担较重，尤其在轨道交通中，还存在着一些亟待解决的问题。
在城市轨道交通中，现代无线信息通信技术具有十分重要的作用，在城市轨道交通日益发达的今天，必须要充分发挥无线信息通信技术的优势，为城市轨道交通组织提供辅助，从而推动城市轨道交通朝着更加高效、便捷和安全的方向发展。
关键词：城市轨道交通；无线信息通信；关键技术引言：随着科学技术的不断发展与完善，现代科技表现出了更强的实用性，在人们日常生活中的应用形式越发的成熟。
现代信息技术作为现代科技发展的重要成果，已经被广泛的应用于人们生产和生活的各个领域，包括交通领域。
在人们生活水平不断提高的同时，人们的出行需求也更加旺盛，城市轨道交通是城市居民日常出行不可忽视的重要工具。
在城市轨道交通正常运行的过程中，无线信息通讯技术起到了非常重要的作用，城市轨道交通中无线信息通信系统下的各个子系统密切陪合，共同推进了城市轨道交通的高效、稳定运转，为城市轨道交通服务的提升和优化提供了重要动力。
一、城市轨道交通无线信息通信技术相关概述在城市轨道交通的运行过程中，无线信息通信技术是实现轨道列车高效运行的重要保障，在我国各大城市的轨道交通中，都有其完整的城市轨道交通信息通信系统。
城市轨道交通无线信息通信系统是有多个不同功能的子系统组成的，每个子系统都有其不同的作用，正是不同子系统之间的密切配合，才实现了信息通信系统对城市轨道交通的全面覆盖，确保城市轨道交通能够提供更加全面的服务。
无线信息通信系统在城市轨道交通中的应用，能够确保信息数据在城市轨道交通系统各个部门中的有序传递。
随着经济的不断发展，城市轨道交通的发展势必要面对更多的变化和挑战，为了使城市轨道交通能够适应城市建设和经济发展的要求，就要能够从无线信息通信技术的角度出发，进一步提高我国城市轨道交通的运行效率。
蜂窝车联网(C-V2X)及其赋能智能网联汽车发展的辩思与建议
蜂窝车联网(C-V2X)及其赋能智能网联汽车发展的辩思与建议陈山枝
【期刊名称】《电信科学》
【年(卷),期】2022(38)7
【摘要】首先简要回顾了我国企业主导的蜂窝车联网(cellular vehicle-to-everything,C-V2X)国际标准,该标准解决了车车间及车路间的低时延和高可靠通信难题,兼具技术和产业优势,在全球产业竞争中已形成领先优势。
在澄清车联网的相关概念、5G与C-V2X、车联网与车路协同、车联网与无人驾驶、单车智能与网联智能等相互关系的同时,阐述了本文的观点。
进而,为抓住全球汽车产业革命和我国交通产业变革的重大战略机遇期,提出了我国基于5G+C-V2X的“聪明的车+智慧的路+协同的云”的车路云协同创新发展模式,实现智能网联汽车从智能网联辅助驾驶到智能网联无人驾驶及与智能交通融为一体的发展路径。
最后,分析了相关产业进展情况与存在的问题,并提出相应的政策建议。
【总页数】17页(P1-17)
【作者】陈山枝
【作者单位】中国信息通信科技集团有限公司无线移动通信国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TP393
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蜂窝车联网技术架构与关键技术研究吴海、肖子玉（中国移动通信集团设计院有限公司，北京100080）摘要本文从车联网的定义、应用场景和两种无线通信技术的比较切入，首先介绍蜂窝车联网的技术架构和主要功能实体，其次介绍了该网络的两项关键技术，最后对关键技术的网络部署提出了建议。
关键词蜂窝车联网；MBMS；ProSeC-V2X technical framework and key technology researchWU Hai，XIAO Zi-yu（China Mobile Group Design Institute Co., Ltd., Beijing 100080,China）Abstract This paper starts from the definition, application scenario and the comparison of two kinds of wireless communication technologies of the vehicle networking, first introduces the technology architecture and main functional entities of the cellular vehicle networking, then introduces two key technologies of the network, and finally puts forward some suggestions for the network deployment of key technologies.Keywords C-V2X;MBMS;ProSe1车联网技术车联网（V2X）是指通过装载在车辆上的传感器、车载终端及电子标签提供车辆信息，采用各种通信技术实现车与车、车与人、车与路互连互通，并在信息网络平台上对信息进行提取、共享等有效利用，对车辆进行有效的管控和提供综合服务[1]。
车联网应用包括车-车（V2V）应用、车-路（V2I）应用、车-网（V2N）应用和车-人（V2P）应用。
V2V、V2P、V2N和V2I这4种类型的V2X应用可以用“合作意识”为用户提供智能服务。
如车辆、路边单元、应用服务器和行人可以收集、处理和分享当地环境信息，为用户提供合作碰撞警告或自主驾驶等智能服务。
目前，车联网无线通信技术分为IEEE 802.11（DSRC专用短程通信使用的底层无线通信技术）和3GPP C-V2X（基于蜂窝网的V2X无线通信技术）两个阵营。
DSRC具有客观的先发优势，技术趋于成熟。
而LTE-V2X 作为一种基于LTE演进的车联网技术，则具备后发优势。
DSRC和C-V2X 的对比如表1所示。
本文将重点讨论蜂窝车联网的关键技术和部署方案。
表1 DSRC与C-V2X技术对比表2蜂窝车联网技术架构2.1基于PC5和LTE-Uu的V2X通信架构C-V2X根据接口的不同可分为V2X-Direct和V2X-Cellular两种通信方式。
V2X-Direct通过PC5接口，采用车联网专用频段（如5.9GHz），实现车车、车路、车人之间直接通信，时延较低，支持的移动速度较高，但需要有良好的资源配置及拥塞控制算法。
V2X-Cellular则通过蜂窝网络Uu接口转发，采用蜂窝网频段（如1.8GHz），下行采用广播方式。
C-V2X通信的两种通信模式是互为独立和补充的。
图1给出了非漫游场景下基于PC5和LTE-Uu的V2X通信架构。
图1非漫游场景下基于PC5和LTE-Uu的V2X通信架构2.2主要网元功能(1)V2X控制功能：每个支持V2X业务的PLMN里只有一个V2X控制功能逻辑实体，负责向UE提供V2X通信必需的参数。
该参数允许UE在指定的PLMN/不在服务区使用V2X业务。
从V2X应用服务器获得V2X USD，UE使用V2X USD接收基于MBMS的V2X业务数据。
通过查找DNS 可以找到归属PLMN中V2X控制功能。
(2)V2X应用服务器：通过单播方式从UE接收上行链路数据。
使用单播或MBMS方式向目标区域中的UE发送下行数据。
(3)移动性管理实体：除了3GPP TS 23.401和TS 23.246中定义的移动性管理功能外，在V2X场景下，MME需获取与V2X相关的签约信息。
给E-UTRAN提供V2X业务相关的UE授权状态标识。
(4)用户终端（UE）：UE和V2X控制功能之间传送V2X控制信息，采用PC5或LTE-Uu方式V2X通信，配置V2X通信的参数。
3蜂窝车联网关键技术C-V2X的两种通信模式V2X-Cellular和V2X-Direct，分别需要两种关键技术支持，即广播服务（MBMS）技术和邻近通信服务（ProSe）技术。
以下将针对两种技术分别进行阐述。
3.1V2X广播服务（MBMS）技术3GPP TS 23.468[4]定义了LTE组通信使能器（GCSE for LTE）。
GCS应用服务器（GCS AS）使用EPC系统为用户提供组通信服务（GCS）。
GCS AS 使用EPS和MBMS承载业务，在GCS AS和UE之间传送应用信令和数据。
在上行方向，UE使用EPS承载业务与GCS AS交换应用信令。
在下行链路方向上，GCS AS可以经EPS承载业务或经MBMS承载业务。
GCS UE使用应用信令注册GCS AS提供的业务，可以参与一个或多个GCS组。
当使用MBMS承载服务时，其广播服务区域可以被预先配置为由GCS AS使用。
当GCS AS确定用于GCS组的UE的数量在一个区域内（例如在一个小区或一个小区集合内）中足够大时，GCS AS可以动态地决定使用MBMS承载业务。
当使用MBMS承载业务时，GCS AS可以通过单个MBMS广播承载传送来自不同GCS组的数据。
通过MBMS承载传送的应用信令和数据对BM-SC 和MBMS 承载业务是透明的。
GCS AS 通过GCS 应用信令向UE 提供UE 需要通过MBMS 承载业务接收应用数据的所有配置信息，并适当地处理该数据。
当GCS UE 在其MBMS 广播承载可用的区域之间移动时，UE 通过应用信令通知GCS AS ，其从MBMS 广播承载接收改变为非接收，反之亦然，GCS AS 激活或去激活适当的下行应用信令和经由UE 个体EPS 承载的数据传输。
为了实现业务连续性，UE 可以通过EPS 承载和MBMS 业务来并行地临时接收相同的GCS 应用信令和数据。
GCS UE 应用丢弃任何接收到的应用信令或数据重复。
LTE 多播应用于V2X 时，如图2所示。
图2是基于LTE-Uu 的V2X MBMS 的参考架构。
V2X 应用服务器通过BM-SC 管理MBMS 服务相关信息，该架构支持内容提供商和BM-SC 之间的安全框架。
MMEE-UTRAN MBMS GW BM-SCV2X Application Server UELTE-Uu S1-MMEM3SmM1SGmb SGi-mb MB2-CMB2-U V1图2 通过MB2通信的LTE-Uu MBMS V2X 参考架构BM-SC 提供MBMS 用户业务配置和传送功能。
它可以用作内容提供商MBMS 传输的入口点，用于在PLMN 内授权和发起MBMS 承载服务，并且可以用于调度和传送MBMS 的服务。
BM-SC 由会员功能、会话传输功能、代理和运输功能、服务公告功能、安全功能、用于广播模式的E-UTRAN 中的MBMS 的内容同步等。
除此之外，在V2X 场景下，BM-SC 还支持从V2X应用服务器接收L.MBMS信息和发送L.MBMS信息给MBMS-GW。
MBMS GW功能包括通过SGi-mb（用户平面）和SGmb（控制平面）参考点为使用MBMS承载的实体提供接口；将MBMS用户面数据的IP多播通过M1参考点分发到E-UTRAN。
在E-UTRAN接入的情况下，eNodeB 应该使用MBMS GW分配的一个IP多播地址（IPv4或IPv6）加入到IP多播分发中以接收MBMS数据。
MBMS GW分配的IP多播地址、多播源（SSM）IP地址和C-TEID一起通过MME提供给eNodeB。
MBMS承载业务分配的C-TEID基于由TMGI（Temporary Mobile Group Identity）和流标识符唯一标识（仅广播模式），可以在具有相同服务区域和相同QoS的另一个有效MBMS承载业务中重用。
在V2X的应用场景下，MBMS-GW还支持如果可以从BM-SC接收到MBMS信息，则跳过IP多播的分配过程。
MBMS GW可以独立设置或与BM-SC或SGW/PGW合设，PLMN中可以设置一个或多个MBMS GW功能实体。
在V2X应用场景下，GCS AS可合设于V2X AS中。
MB2接口用于V2X AS和BM-SC之间进行MBMS承载的管理交互。
BM-SC通过MB2参考点通知应用服务器MBMS承载状态的变化；V2X应用服务器通过MB2接口申请、激活、去激活、修改MBMS承载。
在一个PLMN内，一个MBMS 会话仅由一个BM-SC提供给一个V2X AS。
由V2X AS通过MBMS承载传送的数据对于BM-SC是透明的。
MB2接口是运营商和第三方V2X AS间的标准化安全接口。
3.2邻近通信服务（ProSe）技术3GPP TS23.303[5]定义的邻近通信技术是用于UE邻近时实现直接通信的逻辑功能。
目前规范中仅定义每个PLMN中只有一个逻辑ProSe功能支持邻近通信。
ProSe功能由根据ProSe功能执行不同角色的3个主要子功能组成。
(1)直接配置功能（DPF）：用于为UE提供必要的参数，以便使用ProSe Direct Discovery和Prose Direct Communication。
它用于向UE提供允许UE 在该特定PLMN中使用ProSe的特定参数的PLMN。
对于用于公共安全的直接通信DPF还用于在UE不被E-UTRAN服务时为UE提供所需的参数。
对于受限的ProSe Direct Discovery，它还生成并维护ProSe Discovery UE ID （PDUID）。
(2)直接发现名称管理功能：用于开放的Prose Direct Discovery，分配和处理ProSe Direct Discovery中使用的ProSe应用ID和ProSe应用代码的映射。
它使用存储在HSS中的ProSe相关用户数据来进行每个发现请求的授权。
它还向UE提供必要的安全手段，以便保护通过空中传输的发现消息。
在受限的ProSe Direct Discovery中，它还通过PC2参考点与应用程序服务器进行交互，以便发现请求的授权。