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作者簡介
序
目次
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本書介紹了車聯網技術的背景、現狀、演進和架構，重點對基於5G移動通信的關鍵技術進行了詳細的分析和介紹，包括eCall（緊急呼叫）和下一代（Next Generation）eCall、DSRC（專用短程通信）和C-V2X（蜂窩車聯網），以及支持車聯網通信的高層消息等。本書還介紹了車聯網安全、頻譜需求及劃分、測試和產業推動等重要問題。本書不僅適合移動通信、車聯網和智能網聯汽車領域的專業技術人員閱讀和參考，還適合高等院校通信、信號處理等專業的師生閱讀和參考。
作者簡介
李儼__eol__1998年畢業于東南大學移動通信國家重點實驗室，並獲得通信與信息系統博士學位，現任Qualcomm Technologies Inc.技術標準高級總監，負責Qualcomm Technologies Inc.在中國的標準事務。他現代表Qualcomm Technologies Inc.出任未來移動通信論壇理事，並擔任車載信息產業聯盟-未來移動通信論壇車聯網聯合工作組主席。他的研究領域包括CDMA移動通信系統、調製和編碼、同步技術、安全和移動應用等方面。他在國內國際核心期刊上發表論文10餘篇，擁有14項已授權的美國專利，並在國內申請了多項專利。__eol____eol__曹一卿__eol__畢業于北京郵電大學通信與信息系統專業並獲得博士學位,現任Qualcomm Technologies Inc.高級資深工程師。他的研究方向包括蜂窩車聯網通信技術、無線通信系統信道編碼、自適應通信技術、干擾分析與消除技術和系統射頻性能分析等。在工作期間，申請包括PCT在內的專利數十項，已獲得授權專利十項，曾獲得“中國專利優秀獎”。__eol____eol__陳書平__eol__2010年畢業于北京郵電大學，獲信號與信息處理博士學位，現任Qualcomm Technologies Inc.高級資深工程師。他的研究領域包括資源管理與優化、多天線、車聯網等方面。他在國內國際核心期刊上發表論文數十篇，擁有數項已授權的美國專利，並在國內申請了多項專利。__eol____eol__杜志敏__eol__2001年畢業于北京郵電大學，獲信號與信息處理博士學位，同年加入Qualcomm Technologies Inc.從事標準化工作，現為技術標準總監。他主要從事多天線和自適應信號處理、無線通信新技術、安全和新業務應用等的研究和標準化，負責公司在CCSA、TC260等組織中的標準化工作，已在國內國際核心期刊上發表論文數十篇，擁有8項已授權的美國專利，並在國內申請了多項專利。__eol____eol__邱虹__eol__2004年畢業于北京郵電大學，並獲得通信與信息系統碩士學位。現任Qualcomm Technologies Inc.高級資深工程師，從事技術標準化工作，研究方向為物聯網和無線局域網，曾合著出版了《CDMA無線網絡規劃與優化》。__eol____eol__高路__eol__2002年畢業于北京郵電大學並獲博士學位，研究方向為無線通信中的信號與信息處理，現任Qualcomm Technologies Inc.技術標準總監。她長期負責頻譜工程、法規以及認證等相關標準化工作，研究領域包括頻率需求、共存干擾分析和相關射頻指標研究、車聯網、毫米波、頻譜共享和MIMO空時編碼等方面，已在國際國內會議、期刊上發表論文10餘篇，擁有數項已授權的美國專利。__eol____eol__韓斌__eol__2013年畢業于北京郵電大學，並獲得通信與信息系統博士學位，現任Qualcomm Technologies Inc.資深工程師。他的研究領域包括無線資源管理與優化、多天線技術、OTA測試、射頻性能分析等方面，已在國際會議、期刊發表論文20餘篇，申請專利10余項。__eol__
序
前 言
2015年，《麻省理工科技評論》將“Vehicle to Vehicle Communication”評為年度10大突破技術之一。該評論認為“V2V技術比無人駕駛汽車更容易實現，後者更容易受到惡劣天氣、意外障礙、環境和複雜的城市路況影響。而簡單的汽車間無線網絡很可能提供更加高效的公路安全。”美國每年發生超過500萬起交通事故，其中超過3萬起是致命事故。美國高速公路管理局（NHTSA）通過在密歇根安娜堡的實驗，認為V2V技術可以將美國每年的交通事故減少50萬起，並避免超過1000起死亡事故。
本書作者並不認為基於通信的V2V/V2X技術將完全取代目前汽車中已經大量裝備的各種傳感器、毫米波和激光雷達，而是提供一種“超視距”的感知方式，以幫助進一步提高自動駕駛等級和改善智能交通體驗。
本書首先從車聯網技術的架構和標準體系的角度力求給讀者一個全貌，幫助讀者更好地理解車聯網系統的設計思想。
在以通信為手段的車聯網技術中，本書著重介紹了通信對於安全和駕駛體驗提升的三個系統――eCall（緊急呼叫）和下一代（Next Generation）eCall、DSRC（專用短程通信）和C-V2X（蜂窩車聯網）。在這三個系統中，eCall主要提供事故後的緊急呼叫，以幫助救助更多的生命；DSRC用於改善汽車駕駛的主動安全體驗；C-V2X除提升主動安全體驗外，還通過5G V2X提供部分自動駕駛功能。DSRC和C-V2X都是IP層以下的傳輸技術，而應用層等高層消息是由各個地區的標準組織定義的，比較有名的包括國際自動機工程師學會（SAE Inter national）定義的BSM消息和歐洲ITS-G5定義的CAM/DENM消息。本書在第7章中介紹了這些消息。同時，對於車聯網安全這一熱點話題，在本書第8章中也給予了介紹。
此外，本書還介紹了車聯網產業化的三個重點問題：頻譜需求及劃分、測試和產業推動。在本書即將付梓之時，我們很欣喜地看到我國已經正式發佈車聯網頻譜劃分管理規定。2018年11月，通信模組、通信終端和整車企業在上海進行了全球首個“跨通信模組、跨終端、跨整車”的互聯互通演示。“三跨”演示標誌著各個產業環節已經被打通，C-V2X產品進一步走向了商用。
囿于作者學識，本書有諸多不足之處，還請各位熱心讀者指正。
謝謝！
著者
2019年1月
2015年，《麻省理工科技評論》將“Vehicle to Vehicle Communication”評為年度10大突破技術之一。該評論認為“V2V技術比無人駕駛汽車更容易實現，後者更容易受到惡劣天氣、意外障礙、環境和複雜的城市路況影響。而簡單的汽車間無線網絡很可能提供更加高效的公路安全。”美國每年發生超過500萬起交通事故，其中超過3萬起是致命事故。美國高速公路管理局（NHTSA）通過在密歇根安娜堡的實驗，認為V2V技術可以將美國每年的交通事故減少50萬起，並避免超過1000起死亡事故。
本書作者並不認為基於通信的V2V/V2X技術將完全取代目前汽車中已經大量裝備的各種傳感器、毫米波和激光雷達，而是提供一種“超視距”的感知方式，以幫助進一步提高自動駕駛等級和改善智能交通體驗。
本書首先從車聯網技術的架構和標準體系的角度力求給讀者一個全貌，幫助讀者更好地理解車聯網系統的設計思想。
在以通信為手段的車聯網技術中，本書著重介紹了通信對於安全和駕駛體驗提升的三個系統――eCall（緊急呼叫）和下一代（Next Generation）eCall、DSRC（專用短程通信）和C-V2X（蜂窩車聯網）。在這三個系統中，eCall主要提供事故後的緊急呼叫，以幫助救助更多的生命；DSRC用於改善汽車駕駛的主動安全體驗；C-V2X除提升主動安全體驗外，還通過5G V2X提供部分自動駕駛功能。DSRC和C-V2X都是IP層以下的傳輸技術，而應用層等高層消息是由各個地區的標準組織定義的，比較有名的包括國際自動機工程師學會（SAE Inter national）定義的BSM消息和歐洲ITS-G5定義的CAM/DENM消息。本書在第7章中介紹了這些消息。同時，對於車聯網安全這一熱點話題，在本書第8章中也給予了介紹。
此外，本書還介紹了車聯網產業化的三個重點問題：頻譜需求及劃分、測試和產業推動。在本書即將付梓之時，我們很欣喜地看到我國已經正式發佈車聯網頻譜劃分管理規定。2018年11月，通信模組、通信終端和整車企業在上海進行了全球首個“跨通信模組、跨終端、跨整車”的互聯互通演示。“三跨”演示標誌著各個產業環節已經被打通，C-V2X產品進一步走向了商用。
囿于作者學識，本書有諸多不足之處，還請各位熱心讀者指正。
謝謝！
著者
2019年1月
目次
目 錄
第1章 車聯網技術的背景、發展和各國/地區的現狀 / 1
1.1 車聯網技術的背景和發展 / 1
1.1.1 車聯網技術的背景 / 1
1.1.2 車聯網的商業模式及發展 / 11
1.2 歐美地區現狀、法規介紹 / 12
1.2.1 美國 / 12
1.2.2 歐洲 / 13
1.3 車聯網、智能交通與智能網聯汽車 / 17
1.3.1 智能網聯汽車 / 17
1.3.2 智能交通 / 19
參考文獻 / 21
第2章 通信技術（3G/4G）演進對車聯網的影響 / 23
第3章 車聯網技術架構 / 27
3.1 車聯網架構 / 27
3.2 車聯網標準體系 / 28
3.2.1 美國 / 29
3.2.2 歐洲 / 32
3.2.3 ISO / 33
3.2.4 中國 / 36
3.2.5 車聯網無線接入技術標準體系 / 45
參考文獻 / 46
第4章 eCall/NG-eCall / 47
4.1 車輛緊急呼叫的關鍵要求 / 47
4.2 In-band Modem eCall方案 / 48
4.3 NG-eCall方案 / 51
4.4 其他方案 / 54
4.5 三種方案的比較 / 55
4.6 車載緊急呼叫和救援業務的商業模式 / 56
參考文獻 / 57
第5章 車聯網專用短程通信技術 / 59
5.1 專用短程通信 / 59
5.2 WAVE 協議體系 / 60
5.3 WAVE 的物理層 / 61
5.4 WAVE MAC層 / 63
5.4.1 Out of BSS 模式 / 64
5.4.2 增強分布式信道接入（EDCA） / 64
5.4.3 WAVE多信道操作 / 67
5.5 WAVE邏輯鏈路層 / 68
5.6 WAVE短消息協議 / 69
5.7 歐洲智能交通接入技術ITS-G5 / 70
5.8 中國ETC專用短程通信 / 71
參考文獻 / 73
第6章 Cellular V2X技術 / 75
6.1 LTE-V2X / 75
6.1.1 需求與應用場景 / 75
6.1.2 LTE V2X工作場景和工作模式 / 76
6.1.3 物理層技術 / 80
6.1.4 資源分配方式 / 85
6.2 5G V2X / 89
6.2.1 eV2X需求與應用場景 / 89
6.2.2 研究計劃 / 90
6.3 DSRC與C-V2X技術比較 / 91
參考文獻 / 95
第7章 V2X高層協議 / 96
7.1 美國SAE J2735消息字典 / 96
7.2 ETSI CAM/DENM / 99
7.2.1 CAM / 99
7.2.2 DENM / 101
7.3 中國汽車工程學會（SAE-China）應用層及數據交互 / 104
7.4 三種消息的比較 / 106
參考文獻 / 106
第8章 車聯網安全 / 108
8.1 車聯網通信安全 / 109
8.1.1 V2X通信安全 / 110
8.1.2 車內網通信安全 / 116
8.1.3 車網/車雲通信安全 / 116
8.2 網聯汽車安全 / 117
8.3 車聯網信息服務平臺安全 / 118
8.4 車聯網數據安全和個人隱私保護 / 119
參考文獻 / 120
第9章中國的車聯網頻譜研究 / 122
9.1 國際ITS 頻譜和法規現狀 / 123
9.1.1 美國 / 123
9.1.2 歐洲 / 124
9.1.3 日本 / 126
9.1.4 新加坡 / 126
9.1.5 其他國家 / 128
9.1.6 結論和建議 / 128
9.2 國內頻譜分配 / 129
9.3 5.9 GHz C-V2X和其他系統共存研究 / 130
9.3.1 C-V2X對固定衛星業務（地對空）干擾分析 / 132
9.3.2 C-V2X和RLAN業務共存研究 / 135
9.4 C-V2X頻譜需求研究 / 140
9.4.1 關鍵參數和假設 / 141
9.4.2 頻譜需求評估方法 / 146
9.4.3 研究結果示例 / 148
9.4.4 自動駕駛場景下的頻譜需求研究 / 150
參考文獻 / 154
第10章 智能網聯汽車的場景及測試 / 155
10.1 應用示例 / 157
10.2 網聯能力評測及認證 / 159
10.2.1 國際網聯連接能力認證 / 159
10.2.2 評測方法論 / 165
參考文獻 / 174
第11章 C-V2X的產業推動 / 176
11.1 5GAA / 176
11.2 中國示範項目 / 179
11.2.1 浙江 / 179
11.2.2 上海 / 179
11.2.3 重慶 / 182
11.2.4 北京/河北 / 185
11.2.5 吉林 / 186
11.2.6 武漢 / 187
第12章 未來與展望 / 188
縮略語 / 191
第1章 車聯網技術的背景、發展和各國/地區的現狀 / 1
1.1 車聯網技術的背景和發展 / 1
1.1.1 車聯網技術的背景 / 1
1.1.2 車聯網的商業模式及發展 / 11
1.2 歐美地區現狀、法規介紹 / 12
1.2.1 美國 / 12
1.2.2 歐洲 / 13
1.3 車聯網、智能交通與智能網聯汽車 / 17
1.3.1 智能網聯汽車 / 17
1.3.2 智能交通 / 19
參考文獻 / 21
第2章 通信技術（3G/4G）演進對車聯網的影響 / 23
第3章 車聯網技術架構 / 27
3.1 車聯網架構 / 27
3.2 車聯網標準體系 / 28
3.2.1 美國 / 29
3.2.2 歐洲 / 32
3.2.3 ISO / 33
3.2.4 中國 / 36
3.2.5 車聯網無線接入技術標準體系 / 45
參考文獻 / 46
第4章 eCall/NG-eCall / 47
4.1 車輛緊急呼叫的關鍵要求 / 47
4.2 In-band Modem eCall方案 / 48
4.3 NG-eCall方案 / 51
4.4 其他方案 / 54
4.5 三種方案的比較 / 55
4.6 車載緊急呼叫和救援業務的商業模式 / 56
參考文獻 / 57
第5章 車聯網專用短程通信技術 / 59
5.1 專用短程通信 / 59
5.2 WAVE 協議體系 / 60
5.3 WAVE 的物理層 / 61
5.4 WAVE MAC層 / 63
5.4.1 Out of BSS 模式 / 64
5.4.2 增強分布式信道接入（EDCA） / 64
5.4.3 WAVE多信道操作 / 67
5.5 WAVE邏輯鏈路層 / 68
5.6 WAVE短消息協議 / 69
5.7 歐洲智能交通接入技術ITS-G5 / 70
5.8 中國ETC專用短程通信 / 71
參考文獻 / 73
第6章 Cellular V2X技術 / 75
6.1 LTE-V2X / 75
6.1.1 需求與應用場景 / 75
6.1.2 LTE V2X工作場景和工作模式 / 76
6.1.3 物理層技術 / 80
6.1.4 資源分配方式 / 85
6.2 5G V2X / 89
6.2.1 eV2X需求與應用場景 / 89
6.2.2 研究計劃 / 90
6.3 DSRC與C-V2X技術比較 / 91
參考文獻 / 95
第7章 V2X高層協議 / 96
7.1 美國SAE J2735消息字典 / 96
7.2 ETSI CAM/DENM / 99
7.2.1 CAM / 99
7.2.2 DENM / 101
7.3 中國汽車工程學會（SAE-China）應用層及數據交互 / 104
7.4 三種消息的比較 / 106
參考文獻 / 106
第8章 車聯網安全 / 108
8.1 車聯網通信安全 / 109
8.1.1 V2X通信安全 / 110
8.1.2 車內網通信安全 / 116
8.1.3 車網/車雲通信安全 / 116
8.2 網聯汽車安全 / 117
8.3 車聯網信息服務平臺安全 / 118
8.4 車聯網數據安全和個人隱私保護 / 119
參考文獻 / 120
第9章中國的車聯網頻譜研究 / 122
9.1 國際ITS 頻譜和法規現狀 / 123
9.1.1 美國 / 123
9.1.2 歐洲 / 124
9.1.3 日本 / 126
9.1.4 新加坡 / 126
9.1.5 其他國家 / 128
9.1.6 結論和建議 / 128
9.2 國內頻譜分配 / 129
9.3 5.9 GHz C-V2X和其他系統共存研究 / 130
9.3.1 C-V2X對固定衛星業務（地對空）干擾分析 / 132
9.3.2 C-V2X和RLAN業務共存研究 / 135
9.4 C-V2X頻譜需求研究 / 140
9.4.1 關鍵參數和假設 / 141
9.4.2 頻譜需求評估方法 / 146
9.4.3 研究結果示例 / 148
9.4.4 自動駕駛場景下的頻譜需求研究 / 150
參考文獻 / 154
第10章 智能網聯汽車的場景及測試 / 155
10.1 應用示例 / 157
10.2 網聯能力評測及認證 / 159
10.2.1 國際網聯連接能力認證 / 159
10.2.2 評測方法論 / 165
參考文獻 / 174
第11章 C-V2X的產業推動 / 176
11.1 5GAA / 176
11.2 中國示範項目 / 179
11.2.1 浙江 / 179
11.2.2 上海 / 179
11.2.3 重慶 / 182
11.2.4 北京/河北 / 185
11.2.5 吉林 / 186
11.2.6 武漢 / 187
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