1、研究院中国移动5G车联网CMRIChina Mobile需求与技术白皮书5G车联网#page#前言本白皮书结合车联网的发展超势，从车联网增强的应用场景出发，介绍5G车联网Uu蜂窝网络与PC5直连通信协同的系统架构，对5G-V2X蜂窝网络以及直连通信新增的通信技术特性进行总结，并且分析其对5G车联网应用的提升，旨在推动产业对5G-V2X发展形成共识，推动5G-V2X技术与应用成熟。当前，面向车联网应用的网络需求的不断增长，产业上下游需要提前在技术及规划上做好准备。第一版5G-V2X标准3GPPR16于2020年7月冻结，5G-V2X中5GUu与5GPC5的协同应用，共同支持演进的车联网应用场景对
2、网络时延、通信速率、通信范围、可靠性、业务连续性等新增的需求。面向未来，5G车联网的发展需要通信、汽车、交通、公安等多行业的共同协同努力，完善5G-V2X行标及跨行业标准制定，提升核心技术及产品研发、验证的能力，推动车联网应用规模化部署。#page#中国移动5G车联网技术与需求白皮书（2021）China Mobile目录1概述.2演进的车联网应用场景需求分析.42.1安全驾驶场景需求分析.2.2驾驶效率场景需求分析.52.3远程驾驶类场景需求分析.2.4信息服务场景需求分析.835G车联网系统架构.10区5G车联网Uu通信关键技术分析.134.1eMBB.134.2URLLC.144.3切片
3、技术.17边缘计算4.41845业务连续性.194.6QoS管理.204.7网络能力开放.204.8网络数据分析服务.2055G车联网PC5通信关键技术分析.235.1直连通信单播和组播23.2352直连通信物理层结构.53直连通信CSI测量.24#page#中国移动5G车联网技术与需求白皮书（2021）China Mobile直连通信HARQ.542455直连通信同步.1245.6直连通信资源分配皖2557LTE-V2X和5G-V2X共存.26G总结与展望28缩略语列表.1参考文献.#page#中国移动5G车联网技术与需求白皮书（2021）China Mobile1概述车联网C-V2X技术是
4、在不断演进的，当前包括了基于LTE移动通信技术演进形成的LTE-V2X技术以及基于5G平滑演进形成的5G-V2X技术。与LTE-V2X类似5G-V2X支持基于Uu接口的网络通信模式（5GUu）以及基于PC5接口的终端直通的通信方式（5GPC5）。5GUu接口基于5G蜂窝网络技术大带宽、低时延、高可靠的特性，能够支持车辆、交通基础设施、人、云端平台之间信息的快速传输，而5GPC5支持实现车辆/人/交通路侧基础设施之间的直接通信，可以支持实现更多的应用场景，也可以保障保证无网络覆盖环境下的互联互通。此外，Uu还可实现针对PC5接口资源调度，以便合理地分配直连通信传输资源，提高PC5通信传输的可靠性
5、。5G-V2X中5GUu与5GPC5的协同应用，共同支持实现多类型的车联网应用第一版5G-V2X标准3GPPR16于2020年7月冻结，提供更灵活，更可靠，更快速，更高数据速率的通信服务，实现V2X最低3ms端到端时延，最高99.999%可靠性和最高1000Mbps传输速率，支持车辆编队、高级自动驾驶、传感器信息共享、远程驾驶等更丰富的车联网应用场景。全球化车联网产业组织5G自动驾驶联盟（5GAA），对于C-V2X技术的部署路线方面也给出了预估。综合考虑芯片、模组、终端、路侧设备、通信网络等多方面的进展及成熟度，预计2021年，5GUu+LTEPC5的芯片、模组可成熟商用，支持部分大带宽、时延
6、要求不是很黄刻的车联网应用。预计2024年，可实现基于R16版本的5G-V2X技术应用，支持更多自动驾驶场景的实现。由于5G-V2X产业成熟还需要一定周期，因此5G-V2X在将来并不会取代LTE-V2X，而是LTE-V2X技术增强和补充，与LTE-V2X共存并针对不同用例提供服务。1#page#中国移动5G车联网技术与需求白皮书（2021）China MobileLTE-V2X主要用于支持辅助驾驶及部分低要求的自动驾驶应用，而5G-V2X则用于面向自动驾驶的高级应用。LTEPCSR14c5GPCS图1，5GAAC-V2XRoadmap项目预估的C-V2X技术路标2020年以来，我国政府层面发布
7、了一系列车联网相关政策推动车联网产业的发展。工信部印发关于推动5G加快发展的通知，明确提出“促进5G+车联网”协同发展。发改委等11部委联合发布智能汽车创新发展战略，明确了对LTE-V2X和5G-V2X的覆盖规划，以及自动驾驶智能汽车的规模生产和市场化应用的规划。产业方面，随着5G-V2X标准的冻结，各方均在积极推进基于5G的车联网产业加速发展。#page#2.演进的车联网应用场景需求分析#page#中国移动5G车联网技术与需求白皮书（2021）China Mobile2演进的车联网应用场景需求分析随着车联网技术与产业的发展，车联网应用场景的研究也在不断演进。除了前期在行业标准合作式智能运输系
8、统车用通信系统应用层及应用数据交互标准等中已经定义了17个LTE-V2X基础应用场景外，近期国内CCSA、CAICV、C-ITS与国外要上五“专华业能用划图女绍我展权器不与的O9的车联网典型场景，可面向高级辅助驾驶及自动驾驶，对通信技术也提出了更高的需求。围绕增强的V2X业务总体要求和应用层数据交互要求、基于车路协同的高等级自动驾驶内容数据交互内容及5GAA中C-V2XUseCasesandSenviceLevelRequirementsVolumell（应用需求研究项目第二阶段）等标准及研究报告中定义的增强的车联网应用场景，综合考虑应用场景各指标的需求程度，可将演进的车联网场景按需求分为安全
9、驾驶、驾驶效率、远程驾驶、信息服务等四大类，每一类别场景都存在共性需求特征。2.1安全驾驶场景需求分析安全驾驶类场景包括车辆汇入汇出、弱势交通参与者识别、基于车路协同的交叉口通行、交通参与者感知数据共享、协作式变道、道路交通事件提醒。#page#中国移动5G车联网技术与需求白皮书（2021）China Mobile车辆汇入汇出协作式画道汇入交通参与者感知数据共享弱势交通参与者识别基于车路协同的交叉口通行交通事件提醒图2，安全驾驶应用场景安全驾驶类场景通常通信范围小，可靠性高，业务连续性需求低，计算需求普遍较低，除部分涉及感知需求的场景外，其他场景计算和存储能力需求都不高。具体来说，时延100m
10、s，涉及到决策信息时20ms；数据包1600bytes，以结构化数据为主，数据包发送频率10Hz；通信范围300m；可靠性范围为99%99.999%定位精度要1m；都有广播、单播需求，部分场景有组播需求。2.2驾驶效率场景需求分析驾驶效率类场景又可细分为三类：（1）编队类场景编队类场景包括车辆编队行驶和协作式车队管理等。编队类场景要求时延低，可靠性高，数据包发送频率高，业务连续性和平台计算需求总体较低。具体来说，时延在队内通信20ms，队外通信100ms；可靠性范围为99%99.99%；数据包发送5#page#中国移动5G车联网技术与需求白皮书（2021）China Mobile频率35Hz；
11、通信范围300m；车速120km/h；定位精度1m；协作式管理类对业务连续性需求高，交互类要求较低；涉及车队管理的对平台计算需求高，其他场景对平台计算需求低PI31。V2x平台V2V6车辆编队行驶协作式车队管理图3，编队类应用场景（2）精细化路径引导类场景精细化路径引导场景包括智能停车引导、局部路段引导、车辆场站路径引导等，此类场景对速率、定位精度和计算需求高。具体来说，时延100ms；下行速率100Mbps，上行速率20Mbps；数据包发送频率10Hz；可靠性范围为99%99.9%；定位精度0.5m；业务连续性低；对平台的计算及存储要求较高l9O局部路段引导智能停车引导图4精细化路径引导类场
12、景3）交通管理类场景交通管理类场景包括浮动车数据采集、基于实时网联数据的交通通信号配时动态优#page#中国移动5G车联网技术与需求白皮书（2021）China Mobile化等。对平台计算能力需求低，存储能力部分场景较高。时延100ms；部分场景车云通信1000ms：数据包1200Bytes；可靠性99%99.9%；平台计算能力需求低，存储能力部分场景较高219浮动车数据采集基于实时网联数据的交通信号配时动态优化图5.交通管理类场景2.3远程驾驶类场景需求分析远程驾驶类场景，包括远程端为驾驶员，向车辆发送控制指令或形式建议的远程驾驶，如远程接管等场景，以及远程控制端为平台程序，对车端进行控制
13、实现自动泊车，如自动代客泊车等。远程驾驶类场景通常都属于连续性有大带宽上行以及低时延下行需求的场景，需满足高速移动性需求，平台需满足大数据存储能力需求，部分场景对时延和计算能力要求较高。具体来说，上行时延100ms，下行时延20ms；上行速率60Mbps，下行速率约400kbps；可靠性上行一般大于99.9%，下行大于99.999%；定位精度1m；对业务连续性有需求；车速70km/h；对平台存储能力需求高，计算能力需求较高。#page#中国移动5G车联网技术与需求白皮书（2021）China Mobile远程遥控驾驶自动代客泊车图6，远程驾驶类应用场景2.4、信息服务场景需求分析信息服务类场景
14、包括基于车路协同的远程软件升级、车载娱乐信息、差分数据服务等。信息服务类场景通常都属于连续性有大带宽需求的场景，需满足高速移动性需求，平台需满足大数据存储能力需求，部分场景对时延和计算能力要求较高。具体来说，与中心平台交互时延100ms，与MEC交互时延20ms；部分场景上行速率熟：%66+粥一我辈：sdablsdqwoog应素马“sdqWOOZ度为米级；对业务连续性有一定需求；车速120km/h；对平台存储能力需求高，计算能力视情况而定11。RSU差分数据服务车载娱乐信息基于车路协同的远程软件升级图7，信息服务类应用场景#page#3.5G车联网系统架构#page#中国移动5G车联网技术与需
15、求白皮书（2021）China Mobile35G车联网系统架构52移动通信网春中5G核心网行业专网、LTE核心网卫星定位5G基站边缘云图8.5G车联网系统架构随着车联网业务的发展，产业上逐渐发展出一套基于“云-管-端”的车联网系统架构以支持车联网应用的实现，如图8所示。“云”是指V2X基础平台、高精度定位平台等基础能力平台，以及公安交管平台、高速服务平台、港口应用平台、矿区应用平台等行业应用平台。其中，V2基础平台汇聚来自车辆、路侧设备以及应用平台的V2X相关信息，并实现高速计算与实时分发、数据存储与分析；高精度定位平台可实现车辆动态厘米级定位，这将满足现阶段以及未来车联网应用场景的定位精度
16、需求。“管”指为车联网业务数据提供传输的通信网络，包括4G网络、5G网络及行业专网等。相较于普通的蜂窝网络，为满足车联网业务对时延、可靠性等严格的通信指标要求，4G、5G网络都做了相应的技术增强。“端”在广义上包括路侧单元RSU、车10#page#中国移动5G车联网技术与需求白皮书（2021）China Mobile载终端、便携式终端等多形态的设备为满足自动驾驶等车联网业务低时延、大带宽的需求，V2X通信技术在车联网系统中发挥着至关重要的作用，一方面需要5GUu提供大带宽、大连接、低时延、高可要我量望参器专性支支SOd9一“需要票我票能力。因此，5G-V2X中Uu蜂窝网络与5GPC5相互协作、
17、融合，实现网络的无缝覆盖，将有效满足“车-路-云”之间的高速信息交互与传输的要求。一是有效增强网络覆盖，直连通信的覆盖与5G网络端侧覆盖能力互为补充，实现车联网全天候，全路段网络连接；二是有效利用网络资源，针对需要与云端、边缘计算交互的、数据有特殊要求的场景可通过5GUu实现，如远程驾驶、高清娱乐信息服务等，而时空特性较强的业务数据，可通过直连通信对外广播、组播，如车车协作、高精区域地图下载等，Uu与PC5两者互补实现资源有效利用；三是提高PC5通信的可靠性，5G-V2X支持Uu对PC5资源调度，保障拥塞情况下PC5直连通信的可靠性，满足自动驾驶安全可靠通信的需求。二#page#4.5G车联网
18、Uu通信关键技术分析#page#中国移动5G车联网技术与需求白皮书（2021）China Mobile45G车联网Uu通信关键技术分析第五代移动通信网络作为新一代的蜂窝网络技术，可满足超高速率、超低时延、高速移动、高能效和超高流量与连接数密度等多维能力指标。R15版本作为5G的第一个基础版本主要实现eMBB场景，通过引入新型调制编码、大规模天线设计等技术，对网络的容量及带宽性能大幅提升。R16版本引入mini-slot、重复传输等特性增强了对低时延、高可靠的URLLC业务场景的支持。R16标准完成后，5G蜂窝网已具备为车联网提供超高可靠、超低时延、超大带宽的网络能力，满足智慧交通与自动驾驶中车
19、辆、行人、路侧设备、平台的连接需求。4.1 eMBB车联网业务中的部分信息服务类业务及安全驾驶类涉及视频回传的场景对速率的要求较高，例如远程软件升级要求下行速率大于500Mbps，上行速率大于200Mbps。因此，网络需要在保证一定可靠性和时延的同时，提供大带宽的能力。5G增强移动宽带场景（eMBB）对信道编码重新设计，引入大规模天线、超密集组网等关键技术，以提高频谱效率并提升系统容量，可满足车联网信息服务类场景的高速率的需求。大规模天线设计：在基站端采用大规模天线阵列同时服务大量的终端，可支持配置上百根和十线端口的大规模天阵列，并通过多用户MIMO技术，支持更多用户的空间复用传输，提升5G系
20、统频谱效率及能效，用于在用户密集的高容量场景提升用户体验。配置了大规模天线阵列的基站，可以通过混合波束成形，产生具有指向性的波束以增强方信号和幅度，获得赋形增益以提升小区覆盖。13#page#中国移动5G车联网技术与需求白皮书（2021）China Mobile新型调制编码：5GNR控制消息和广播信道采用Polar码，数据采用LDPC码的方案，LDPC码和Polar码可以为5G提供不同性能需求的多样化业务和部署场景下的可靠传输，并提升频谱效率。超密集组网：超密集组网通过大量装配无线设备，可实现极高的频率复用。与传统组网方式相比，超密集组网频谱利用率更高，系统容量更大，在热点地区系统容量获得几百
21、倍的提升。同时，在超密集组网中，可以利用微小区对边缘、阴影地区实现无缝覆盖，改善用户体验。4.2URLLC车联网业务中的部分安全驾驶类、驾驶效率类场景对速率、时延、可靠性三个维度指标要求较高，例如交又路口辅助通行场景要求信息传输时延小于20ms，可靠性大于99.999%。因此，网络需要提供大带宽、低时延、高可靠性的能力，URLLC提供的大上行使能技术、低时延使能技术、超高可靠使能技术可满足车联网场景对“大上行、低时延、超高可靠”的需求4.2.1大上行使能技术为满足行业客户对上行峰值速率、上行容量、上行边缘速率的高要求，5G行业网可引入3U1D帧结构、上行载波聚合、补充上行（SUL，Supple
22、mentaryUplink）技术等三种增强技术。灵活顿结构设计：行业网可按需采用上行时隙配比多的帧结构。以中国移动为例，行业网如采用3U1D1S帧结构，上行资源较公网典型配置增加3倍，可显著提升网络的上行速率和上行容量，现网实测单载波上行峰值可达747Mbps。14#page#中国移动5G车联网技术与需求白皮书（2021）China Mobile载波聚合：是4/5G增强技术之一，通过将多个载波聚合起来同时传输，大幅提升上下行性能。CA包括频带内和频带间，R16协议进一步增强，支持非同步的载波间聚合和终端1T到2T间的天线轮发。以中国移动为例，2.6GHz频段共有160MHz带宽，两载波聚合上行
23、理论峰值速率可达400Mbps，2.6G+4.9G跨频段载波聚合上行理论峰值速率可达500Mbps，通过更多频段的载波聚合还可进一步提升性能。SUL技术：5G网络基础覆盖采用中高频段，可能出现上行覆盖和速率受限的问题，通过SUL技术可以实现上下行频率解耦，充分利用存量低频率频谱资源，有效提升上行边缘速率，通过引入新的全上行频段，还可大幅提升上行峰值和小区容量。4.2.22、低时延使能技术针对uRLLC场景，协议引入了mini-slot、免调度、增强的设备能力、URLLC业务抢占等一系列增强技术。此外还可针对业务需求，进行顿结构、SR周期等算法参数和功能开关的联动配置，通过多种技术的灵活组合，形
24、成分级的空口时延能力。Minislot：将调度最小颗粒度从slot级（14个符号）缩短至符号级（2.4.7等），缩短调度/反馈时延；免调度：当用户有上行数据包到达时，不经过SR-ULgrant的过程，直接在基站预先分配好的资源上进行传输。需要RRC信令或者RRC+DCI参与，类似于SPS。增强的设备能力：NR中定义了增强的终端能力（capability2）。能力2的终端支持更短的PDSCH处理时延与PUSCH准备时延，进一步缩短用户面时延。5#page#中国移动5G车联网技术与需求白皮书（2021）China MobileURLLC抢占：URLLC的业务来包后需要根据对应的时延要求马上进行调度
25、，且调度的单位为Minislot。如果此时URLLC需要的频域资源和已经传输的另一个UE的eMBB业务资源冲突，为了保证URLLC的高可靠需要占用这些资源。占用的资源会通过位图的方式指示给eMBB终端，用于eMBBUE的正常的译码和HARQ流程处理。4.2.3超高可靠使能技术为了提高可靠性，5G空口进行了一系列增强设计，以兄余资源换取高可靠性。物理层通过引入控制信道增强、低CQI/MCS表格、重复传输等技术提高了调制解调的容错性和数据传输的可靠性，PDCP层通过引入PDCP复制等技术提高数据的元余，从而提高数据传输的可靠性。控制信道增强：为了提高控制信道的可靠性，PDCCH可采用更大的聚合等级
26、，如支持聚合等级16、PUCCH可支持长格式，如支持format1等，通过用更多的资源传输控制信息，降低其码率，从而提高可靠性。低码率传输：为了实现URLLC高可靠性，数据信道适合使用更低阶的MCS进行传输，因此定义针对URLLC的低码率MCS/CQI表。重复传输：NR定义了多时隙PDSCH传输，根据RRC信令配置，一个TB可以在连续的多个时隙上使用相同的时域资源分配方案进行重复传输；PUSCH支持重复传输，RRC信令可以配置传输的TB重复次数K和重复的RV。NR支持无需等待A/N，UE直接重复传输K次1.2,4.8），可以使用RV版本0.2,3,10,3.0,3）10,0.0.0）。NRPU
27、CCH格式1/3/4支持在N个时隙上重复传输UCI，N可以从1、2、4、8中配置，每个时隙内的PUCCH的起始符号位置16#page#中国移动5G车联网技术与需求白皮书（2021）China Mobile和时域。PDCP复制：在CA或DC模式下，NR支持通过PDCPduplication的方式进行数据传输可靠性增强；通过建立2条余传输路径，该两条路径分别与不同的小区组或者子载波绑定的方式实现；4.3切片技术5G端到端网络切片可将网络资源灵活分配，基于5G网络虚拟出多个具有不同特点且互相隔离的逻辑子网，每个端到端网络切片均由无线网、传输网、核心网子切片组合而成，并通过端到端切片管理系统进行统一的
28、管理，切片可满足不同业务SLA（服务等级协议）服务质量要求。核心网网络切片实例包括控制面和用户面网络功能。网络可以经由5G-AN同时为一个UE提供一个或多个网络切片实例。S-NSSAI标识网络切片，S-NSSAI由切片/服务类型（SST）和切片区分标识（SD）组成。标准化的SST值为建立切片的全局互操作性提供了一种方法，下表是标准化的SST值。表1标准化的SST值切片类型特性SST值eMBB1切片适用于处理5G增强型移动宽带URLLC2切片适用于处理超可靠的低延退通信MloT3切片适用于处理大规模物联网V2X4切片适合处理V2X服务车联网业务中，对于传输数据量大，且时延要求不高的应用，切片类型
29、可使用SST值为1的eMBB模板，应用可集中部署；对于超低时延、高可靠小数据包消息的应用，切片类型可使用SST值为4的V2模板，应用下沉至本地部署，满足高可靠性17#page#中国移动5G车联网技术与需求白皮书（2021）China Mobile要求。无线、传输网及核心网切片共同构成车联网端到端切片方案，不同的切片可满足不同车联网业务的性能要求及隔离要求。无线切片隔离方案主要实现网络切片在NRRAN部分的资源隔离和保障。根据业务的时延，可靠性，和隔离要求，可以分为切片级QoS保障、空口动态预留、静态预留。基于QoS的调度，可以确保在资源有限的情况下，不同业务“按需定制”，为业务提供差异化服务质
30、量的网络服务。RB资源预留，允许多个切片共用同一个小区的RB资源。根据各切片的资源需求，为特定切片预留分配一定量RB资源。RB预留分为静态预留和动态共享。载波隔离指不同切片使用不同的载波小区，每个切片仅使用本小区的空口资源，切片间严格区分确保各自资源。经婴乐众“资回火艺回展分士友联区绿理体品回NNOSNV和软隔离，根据业务要求隔离度、时延和可靠性不同需求，传输承载技术包括：FlexE/MTN接口隔离、MTN交叉隔离和VPN+Qos隔离不同技术。核心网切片隔离方案主要实现网络切片在5GCORE部分的资源和组网隔离与SLA保障。其中资源视图主要针对为切片隔离分配的5G核心网硬件资源层、虚拟资源层和
31、网元功能层。硬件资源层、虚拟资源池可支持“共享”和“独占”两种隔离模式，其中独占模式也就是我们常说的“物理隔离”；网元功能层同样可以支持不同层级的按需隔离模式，包括完全共享模式、部分独占模式、完全独占模式保证不同切片间的业务独立性！1。4.4边缘计算边缘计算使运营商和第三方服务可以部署在UE的接入点附近，从而减少端到端时延并降低传输网上的负载。5G核心网选择一个靠近UE的UPF，基于UE的订阅18#page#中国移动5G车联网技术与需求白皮书（2021）China Mobile数据、UE位置、来自应用功能（AF）的信息、策略或其他相关流量规则执行从UPF到本地数据网络的流量控制。由于用户或AF
32、具有移动性，应用对会话或服务的连续性提出要求。5G核心网会向边缘计算应用功能进行网络信息和功能开放。对于车联网业务，MEC的部署组网策略需根据业务的时延要求和业务属性，以及运营商的实际网络部署来决定。对于端到端时延要求低于20ms的应用场景，MEC应部署在基站侧，时延5ms，但覆盖范围有限，单用户成本较高。对于端到端时延在100ms以内的应用场景，MEC可部署在接入环、汇聚环和核心环。部署在接入环，时延16ms至24ms，覆盖范围有提升，部署成本高，电信机房改动量大。部署在汇聚环和传输核心层，时延22ms至42ms，但覆盖用户数较多，成本较低。4.5业务连续性5G系统架构支持会话和服务连续性，
33、可处理UE不同应用程序/服务的各种连续性要求。5G系统支持不同的会话和服务连续性（SSC）模式，提供三种SSC模式与PDU会话关联的SSC模式在PDU会话的生存期内不变。SSC模式1，网络保留提供给UE的连接服务。SSC模式2，网络可以释放分配给UE的连接服务，并释放相应的PDU会话。在SSC模式3下，UE可以看到用户面的更改，同时网络可以确保UE不断开连接。在终止之前的连接之前，将通过新的PDU会话铺点建立新连接，以实现服务连续性。车联网应用场景中，由于信息服务类对时延要求不高，可采用SSCmode1的连续性方式，使用大区集中部署的UPF，在满足时延要求情况下，减少会话的重建过程，同时保持会
34、话和业务的连续性；对于具有低时延需求的安全驾驶类和驾驶效率类场景，9#page#中国移动5G车联网技术与需求白皮书（2021）China Mobile网络数据分析服务主要基于核心网中的NWDAF（网络数据分析功能）模块实现。分析信息既可以是过去事件的统计信息，也可以是预测信息。数据的使用者（即5GCNF和OAM）决定如何使用NWDAF提供的数据分析。NWDAF可以对网络信息提供分析服务。NWDAF还可以对观测到的服务体验相关数据、网元负载、网络性能、用户数据拥塞情况、QoS持续性进行行分析，可为每一种信息进行信息统计和信息预测。NWDAF还可以提供UE信息分析服务，包括UE的移动性分析、UE通
35、信分析、预期的UE行为参数相关的网络数据分析、与异常行为相关的网络数据分析。车联网应用可以从NWDAF订阅网络性能预测信息并基于预测进行应用层的调整。车辆即将经过的基站的网络性能（例如QoS信息、业务负荷）预测对提高车联网的服务质量有着重要作用，可根据QoS预测选择不同的驾驶等级，例如车联网服务鑫器早者新豪“解Y彩是者味得书影图士置应器切换至人工驾驶模式；信息服务类应用判断是否预先下载地图或导航数据；根据网络负载的预测选择流量的传输时机。2#page#5.5G车联网PC5通信关键技术分析#page#中国移动5G车联网技术与需求白皮书（2021）China Mobile55G车联网PC5通信关键
36、技术分析5.1直连通信单播和组播不同于LTE-V2X接入层仅支持广播传输，5G-V2X接入层支持直连通信链路（SL）广播、单播和组播传输，可用于基站覆盖范围内、基站覆盖范围外以及基站部分覆盖场景中的V2X通信。一个特定的数据包采用单播、组播或是广播传输，是由高层决定的。5G-V2X引入直连通信链路单播、组播以及相应的反馈机制，主要是为了提高物理层传输的可靠性，相比于广播，一定程度上也可以提升资源利用率。5.2直连通信物理层结构5G直连通信链路的物理层结构参照了5GUu物理层结构的设计。5G-V2X引入了专门的物理直通链路反馈信道（PSFCH），可以承载单播和组播传输的HARQ反馈信息，从而更好
37、地支持直连通信链路单播和组播传输。此外，相比于LTE-V2X，5G-V2X在参考信号方面也做了增强，在FR2引入相位追踪参考信号PT-RS可以更好地支持高频段通信。同时，引入信道状态信息参考信号（CSI-RS）可以支持直连通信链路CSI测量和反馈，从而支持调制编码方案（MCS）和秩（Rank）的自适应调整，进一步提升传输可靠性和频谱效率。与5GUu相比，5GSL支持时域密度更高的DM-RS传输（PSSCHDM-RS1个时隙最高可达4个符号），能够有效支持高速场景下的通信。5G直连通信链路支持15kHz、30kHz、60kHz以及120kz子载波间隔（SCS），23#page#中国移动5G车联网
38、技术与需求白皮书（2021）China Mobile可以满足不同业务类型、频段、移动速度等对SCS不同需求，较大的SCS可以更好地支持低时延、高频段以及高速场景下的传输。5.3直连通信CSI测量在单播传输时，发送UE可以配置接收UE进行非周期性的CSI报告。具体地，发送UE发送CSI-RS并在直连控制信息（SCI）中指示接收UE进行CSI测量，接收UE基于收到的直连通信链路CSI-RS计算信道质量指示（CQI）和秩指示（RI），然后通过MAC层信令向发送UE报告CQI和RI，从而实现直连通信链路MCS和Rank的自适应调整，进一步提升传输可靠性和频谱效率。直连通信HARQ为了实现5G直连通信链
39、路单播和组播的可靠传输，5G-V2引入了HARQ机制，接收UE可以根据是否成功接收数据包向发送UE反馈ACK/NACK信息，并且引入了PSFCH，可以用于承载HARQ反馈信息。针对组播，5G-V2X还支持NACK-only的HARQ机制，即组播用户中没有正确接收到数据包，需要反馈NACK信息，而正确接收到数据包的用户则不需要发送ACK信息。5G-V2X引入直连通信HARQ机制，可以提升直连通信单播和组播传输的可靠性，并且支持将直连通信HARQ信息反馈给基站，从而辅助基站优化直连通信资源分配和可靠调度。5.5直连通信同步-S台导务回SSd-S台务回王野写（SS7S）台身务回导草5924#page
40、#中国移动5G车联网技术与需求白皮书（2021）China MobileSSS，与PSBCH一起组成同步信号块（SSB），其结构和序列延用了5GUu同步信号块的设计，子载波间隔支持15kHz、30kHz、60kHz以及120kHz。与LTE-V2X类似，5G-V2X支持四种同步源：全球导航卫星系统（GNSS）、基站（gNB/eNB）、同步UE以及UE内部时钟。相比LTE-V2X直连通信同步，5G-V2X主要在同步信号块的结构和序列方面做了改进，采用了5GUu的参数集（numerology），较大的SCS可以更好地支持低时延、高频段以及高速场景下的同步。5.6直连通信资源分配5G-V2X支持两种
41、资源分配模式，即基站调度模式（资源分配模式1），基站为UE分配传输资源；UE自选模式（资源分配模式2），UE自主选择传输资源。在资源分配模式1中，基站可通过动态授权或者配置授权的方式分配直连通信传输资源，并支持发端UE将收到的直连通信HARQ反馈信息转发给基站，从而实现可靠传输。在资源分配模式2中，将LTE-V2X采用的基于感知+预约的资源选择方式作为基线，在此基础上针对5G-V2X支持动态业务包传输等新特性进行了改进和增强。相比LTE-V2X直连通信资源分配，5G-V2X进行了一些改进和增强，例如引入BWP来支持不同的参数集，从而更好地支持不同类型的业务；资源分配模式1下支持将直连通信HAR
42、Q反馈信息转发给基站，从而优化基站调度和资源分配；资源分配模式2下支持资源重评估机制和抢占机制从而支持动态业务包传输并确保系统的传输可靠性。LTE网络和5G网络在未来很长一段时间内是要共存的，5G-V2X和LTE-V2X的部署时间线也会有重叠，因此Uu支持不同无线接入技术（RAT）之间的互操作，LTE25#page#中国移动5G车联网技术与需求白皮书（2021）China Mobile蜂窝网络可以参与控制5G直连通信链路，5G蜂窝网络同样可以参与控制LTE直连通信链路。57LTE-V2X和5G-V2X共存基于5G的车联网中，预计将有设备同时支持LTE-V2X和5G-V2X，并可以在两个系统中同
43、时运行。Rel-165G-V2X支持与LTE-V2X共存，并且给出了冲突时的解决方案。当5G-V2X和LTE-V2X部署的频谱间隔临近时，直通链路需要遵循半双工原则，可以通过为5G-V2X和LTE-V2X直通链路（预）配置资源池来避免时域上的传输交叠；或者当5G-V2X和LTE-V2X同时执行发送或者接收时，通过优先级比较执行其中高优先级业务对应RAT的发送或者接收。26#page#6.总结与展望销#page#中国移动5G车联网技术与需求白皮书（2021）China Mobile6总结与展望本白皮书结合车联网的发展趋势，从车联网增强的应用场景出发，介绍5G车联网Uu蜂窝网络与PC5直连通信协同
44、的系统架构，对5G-V2X蜂窝网络以及直连通信新增的通信技术特性进行总结，并且分析其对5G车联网应用的提升，旨在呼呼产业界共同努力，促进5G-V2X技术演进与成熟，推动5G车联网应用快速落地。当前，面向车联网应用的网络需求的不断增长，产业上下游需要提前在技术及规划上做好准备。演进的5G车联网应用场景分别对网络时延、通信速率、通信范围、可靠性、定位精度、业务连续性及平台等提出了新的需求。5GUu引入了URLLC特性以提高业务可靠性降低时延。对于核心网，切片、边缘计算、业务连续性保障、业务能力开放、网络数据分析服务等关键技术可分级应用与灵活组合，实现对5G车联网应用提供不同级别的支持，满足多类型应
45、用部署需求。在3GPPR16版本中，5GPC5直连通信接口引入了单播与组播、CSI测量、HARQ等特性，优化物理层结构并支持同步、资源分配，有效提高了资源利用率，可以更好地支持业务的多样性以及低时延、高可靠性以及高速场景，并且支持LTE-V2和5G-V2X共存。从LTE-V2XR14演进到5G-V2XR16，V2X通过技术演进实现了应用场景的扩展，从最初的信息服务阶段到辅助驾驶应用再到面向自动驾驶的高级应用。车联网产业发展是一个循序渐进的过程，当前LTE-V2X产品经过多年的发展已成熟，车企已纷纷发布搭载LTE-V2X技术的量产车型，而5G-V2X产业成熟还需要一定周期。在应用的实现上，LTE
46、-V2X主要以基本安全类应用为主，5G-V2X则可支撑面向自动驾驶的高级应用。5G-V2X是LTE-V2X技术增强和补充，两者将在未来长期协同共存，共同支撑车联网不同类型应用服务。28#page#中国移动5G车联网技术与需求白皮书（2021）China Mobile面向未来，5G车联网的发展需要通信、汽车、交通、公安等多行业的共同协同努力，完善5G-V2X行标及跨行业标准制定，提高核心技术及产品研发、验证上的能力，推动车联网应用规模化部署。期待未来，中国移动与产业界共同携手，推动车联网尽快商用部署，助力我国车联网行业取得更大的成功。29#page#中国移动5G车联网技术与需求白皮书（2021）
47、China Mobile缩略语列表3GPP第三代合作伙伴项目The 3rd Generation Partnership Project5GAA5G Automotive Association5G汽车联盟5GC5G Core network5G核心网AF应用功能Application Function中国智能网联汽车产业创新China Industry Innovation Alliance for theCAICV联盟Intelligent and Connected VehiclesCBR信道忙闲率Channel Busy RateChina Communications Standar
48、dsCCSA中国通信标准化协会AsSociationSLO中国智能交通产业联盟China ITS Industry AlliancecQl信道质量指示Channel Quality IndicatorCRChannel Rate信道占用率8S信道状态信息Channel State InformationChannel State Information ReferenceCSI-RS信道状态信息参考信号SignalC-V2XCellular Vehicle to Everything蜂窝车联网HARQHybrid Automaic Repeat reQuest混合自动重传请求MCSModula
49、tion and Coding Scheme调制编码方案MECMobile Edge Computing移动边缘计算#page#中国移动5G车联网技术与需求白皮书（2021）China MobileNEF网络开放功能Network Exposure FunctionNRNew Radio新空口技术NWDAFNetwork Data Analytics Function网络数据分析功能PDCCHPhysical Downlink Control Channel下行控制信道POIPC5 QoS IndicatorPC5QoS指示PSFCHPhysical Sidelink Feedback Cha
50、nnel物理直通链路反馈信道PUSCHPhysical Uplink Shared Channel物理上行共享信道RAT无线接入技术Radio Access TechnologyR秩指示Rank IndicatorSC直通链路控制信息Sidelink Control InformationSDSlice Differentiator切片差分器SLAService Level Agreement服务等级协议SS7SSidelink Synchronization signal直通链路同步信号S-NSSA标识网络切片InformationSSB同步信号块Synchronization Signal BlockSSC业务连续性Session and Service ContinuitySSTSlice/Service type切片/服务类型UCUplink Control Information上行控制信息
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