5G + C-V2X 車載通信關鍵技術

本書全面、系統地闡述了5G+C-V2X車載通信關鍵技術。全書共12章，主要內容包括車載時變通道建模技術、協作通信技術、全雙工技術、D2D技術、NOMA技術、組播通信技術、虛擬小區與NB-IoT技術、區塊鏈技術、計算卸載技術、認知無線電技術和可見光技術。本書系統性強，內容編排連貫；註重基本概念、基本原理概述，對系統基本性能的物理意義解釋明確；強調車載通信在實際中的應用；註重知識的歸納、總結。 本書深入淺出，概念清晰，語言流暢，既可作為從事車載通信系統研究與開發的電信工程師、工程管理人員的指導和參考用書，也可作為電子與通信工程領域通信與信息系統、信號與信息處理等學科的研究生和高年級本科生的參考書或教材，同時對通信領域進行教學、研究、開發的教師、學生有很好的參考價值。

肖海林，男，1976年11月出生，博士、教授、博士生導師，信息與通信工程學科。浙江省“錢江學者”特聘教授，廣西優秀專家，廣西“省傑青”，IEEE 高級會員，中國電子學會高級會員。曾訪學英國大學赫瑞-瓦特大學和南安普頓大學。主持國家項目、省重點研發項目20多項。第一作者或通訊作者在國內外發表SCI/EI期刊論文200多篇，第一發明人的個人國家發明專利40多項、國際/國內標準提案2項、個人位列第一的省部級獎勵2次，出版教材1本，專著2部，2個國際期刊編委，8次擔任國際會議TPC並作特邀報告。

第1章 概述 1
1．1 引言 1
1．2 C-V2X概述 2
1．3 C-V2X的應用前景 4
1．3．1 C-V2X有望成為車聯網首選方案 4
1．3．2 5G V2X更能滿足智能網聯汽車的需求 5
參考文獻 5

第2章 車載時變信道建模技術 7
2．1 引言 7
2．2 基於幾何的協作散射車載時變信道模型 8
2．2．1 車載時變信道模型描述 8
2．2．2 車載時變信道沖擊響應 11
2．3 車載時變信道非平穩特性統計分析 14
2．3．1 車載時變信道空間自相關特性分析 15
2．3．2 車載時變信道時間自相關特性分析 16
2．3．3 車載時變信道Wigner-Ville譜分析 17
2．3．4 車載時變信道遍歷容量分析 18
2．4 仿真結果與性能分析 19
2．5 本章小結 24
參考文獻 25

第3章 協作通信技術 28
3．1 引言 28
3．2 時變信道下車載協作通信系統MPSK調製方法 29
3．2．1 場景建模 29
3．2．2 MPSK調製下誤碼率分析 31
3．2．3 仿真結果與性能分析 35
3．3 時變信道下車載中繼協議與M-QAM調製方法 38
3．3．1 車載中繼協議設計 38
3．3．2 M-QAM調製下平均誤碼率分析 39
3．3．3 仿真結果與性能分析 46
3．4 聯合車輛分簇與功率控制方法 50
3．4．1 運動態車輛分簇方法 50
3．4．2 準靜態車輛分簇方法 54
3．4．3 準靜態車輛分簇下的功率控制 58
3．4．4 仿真結果與性能分析 61
3．5 本章小結 64
參考文獻 64

第4章 全雙工技術 67
4．1 引言 67
4．2 非對稱編碼的全雙工車載通信 68
4．2．1 非對稱編碼的信息傳輸 69
4．2．2 BER性能分析 73
4．2．3 BER性能優化 74
4．2．4 仿真結果與性能分析 76
4．3 全雙工雙向中繼車載協作通信 79
4．3．1 場景建模 79
4．3．2 系統中斷概率分析 81
4．3．3 仿真結果與性能分析 85
4．4 全雙工D2D車載通信 87
4．4．1 場景建模 88
4．4．2 策略與簇間頻譜復用準則 90
4．4．3 基於ILA理論的複用資源分配機制 96
4．4．4 仿真結果與性能分析 98
4．5 本章小結 103
參考文獻 103

第5章 D2D技術 106
5．1 引言 106
5．2 時延QoS保證的C-V2X車載通信功率分配方法 108
5．2．1 系統模型 108
5．2．2 功率分配 113
5．2．3 仿真結果與性能分析 114
5．3 時變信道下D2D-V車載通信功率控制方法 117
5．3．1 系統模型 118
5．3．2 車載時變信道下非完美CSI描述 119
5．3．3 D2D-V功率控制 120
5．3．4 仿真結果與性能分析 125
5．4 C-V2X D2D車載通信能效優化方法 129
5．4．1 系統模型 129
5．4．2 拉格朗日和丁克爾巴赫方法 132
5．4．3 仿真結果與性能分析 136
5．5 本章小結 140
參考文獻 140

第6章 NOMA技術 142
6．1 引言 142
6．2 協作NOMA車載通信 143
6．2．1 車輛跟馳場景下分簇算法 144
6．2．2 協作NOMA功率控制方法 145
6．2．3 仿真結果與性能分析 155
6．3 NOMA+全雙工車載通信 159
6．3．1 系統模型 159
6．3．2 NOMA安全傳輸策略 161
6．3．3 全雙工中繼選擇方法 163
6．3．4 仿真結果與性能分析 170
6．4 本章小結 173
參考文獻 173

第7章 組播通信技術 175
7．1 引言 175
7．2 車載社交網絡中數據傳輸組播技術 176
7．2．1 系統模型 176
7．2．2 組播算法描述 178
7．2．3 最優中繼選擇 181
7．2．4 功率分配策略 184
7．2．5 仿真結果與性能分析 188
7．3 C-V2X車載安全數據傳輸組播技術 190
7．3．1 系統模型 190
7．3．2 TSMT-VSD中繼選擇策略與基站獎懲機制 193
7．3．3 VISSIM仿真平台 197
7．3．4 仿真結果與性能分析 202
7．4 本章小結 207
參考文獻 208

第8章 虛擬小區與NB-IoT技術 210
8．1 引言 210
8．2 車載通信虛擬小區技術 212
8．2．1 系統模型 212
8．2．2 以多車輛為中心的動態虛擬小區 216
8．2．3 虛擬小區車載通信資源管理 219
8．2．4 仿真結果與性能分析 226
8．3 車載通信NB-IoT技術 229
8．3．1 系統模型 229
8．3．2 NB-IoT車載通信資源管理 232
8．3．3 仿真結果與性能分析 235
8．4 本章小結 238
參考文獻 238

第9章 區塊鏈技術 241
9．1 引言 241
9．2 城市場景下基於分簇的V2X車載信息傳輸方案 242
9．2．1 系統模型 242
9．2．2 車載緊急信息傳輸策略 246
9．2．3 車載非緊急信息傳輸策略 248
9．2．4 仿真結果與性能分析 249
9．3 交叉路口處基於分簇的V2X車載信息傳輸方案 253
9．3．1 應用場景及系統建模 254
9．3．2 車載信息安全的交通燈配時算法 257
9．3．3 基於區塊鏈的車輛信任管理方案 260
9．3．4 軟件開發平台搭建 263
9．3．5 仿真結果與性能分析 266
9．4 本章小結 270
參考文獻 270

第10章 邊緣計算――計算卸載技術 273
10．1 引言 273
10．2 計算卸載物理層安全的D2D-V頻譜復用接入機制 274
10．2．1 計算卸載物理層安全通信系統模型 274
10．2．2 計算卸載物理層安全性能尺度 276
10．2．3 D2D-V鏈路動態接入機制與中斷性能分析 277
10．2．4 D2D-V頻譜復用的最優接入門限值 282
10．3 仿真結果與性能分析 286
10．4 本章小結 292
參考文獻 293

第11章 認知無線電技術 295
11．1 引言 295
11．2 頻譜感知 296
11．2．1 系統建模 296
11．2．2 能量檢測算法 297
11．2．3 自適應加權雙門限頻譜感知算法 298
11．2．4 車載環境下的信道仿真模型 304
11．2．5 仿真結果與性能分析 305
11．3 頻譜分配 308
11．3．1 系統建模 308
11．3．2 頻譜分配算法 311
11．3．3 仿真結果與性能分析 313
11．4 本章小結 315
參考文獻 316

第12章 可見光技術 317
12．1 引言 317
12．2 可見光的V2V通信平台設計 317
12．2．1 系統的總體構成 317
12．2．2 可見光的發送端 318
12．2．3 可見光的接收端 322
12．3 系統搭建和測試 325
12．3．1 字符傳輸 326
12．3．2 視頻傳輸 329
12．4 本章小結 331
參考文獻 331

附錄A 縮略詞對照表 332