來(lái)了！第一個(gè)5G-V2X標準

7月3日晚間23點(diǎn)左右，國際標準組織3GPP宣布R16標準凍結，標志5G第-個(gè)演進(jìn)版本標準完成。，這也是第一個(gè)5G-V2X標準（NRV2X標準） ，其中支持了V2V （車(chē)與車(chē)）和V2I （車(chē)與路邊單元）直連通信，通過(guò)引入組播和廣播等多種通信方式，以及優(yōu)化感知、調度、重傳以及車(chē)車(chē)間連接質(zhì)量控制等技術(shù)，實(shí)現V2X支持車(chē)輛編隊、半自動(dòng)駕駛、外延傳感器、遠程駕駛等更豐富的車(chē)聯(lián)網(wǎng)應用場(chǎng)景。

一、NR V2X架構

NR V2X架構分為獨立部署和雙連接部署兩種類(lèi)型，涵蓋6種場(chǎng)景，如下圖所示。其中場(chǎng)景1-3為獨立場(chǎng)景，場(chǎng)景4-6為MR-DC場(chǎng)景，在MR-DC場(chǎng)景下，輔節點(diǎn)不能對側行鏈路資源進(jìn)行管理和分配。

場(chǎng)景1-3中，分別由gNB、ng-eN和eNB對在LTE Sidelink和NR Sidelink中進(jìn)行V2X通信的UE進(jìn)行管理或配置；場(chǎng)景4-6中，由主節點(diǎn)來(lái)對在LTESidelink和NR Sidelink中進(jìn)行V2X通信的UE進(jìn)行管理或配置。

二、側行鏈路設計和增強

側行鏈路是為了支持V2X設備間直接通信而引入的新鏈路類(lèi)型，最早是在D2D應用場(chǎng)景下引入的，V2X體系中進(jìn)行了擴充和增強。NR Sidelink主要由PSCCH信道、PSSCH信道、 PSBCH 信道和PSFCH信道組成。

側行鏈路的設計和增強具體內容包括研究側行鏈路_上的單播、組播和廣播傳輸，具體包括基于NR的側行鏈路的物理層架構和流程、側行鏈路的同步機制、鏈路的資源分配模式、側行鏈路的層2/層3協(xié)議等。

1、sidelink單播、多播和廣播

NR-V2X物理層支持廣播、單播和多播，單播和多播需要引入sidelink HARQ反饋、高階調制、sidelink CSI以及PC5-RRC。

2、V2X sidelink物理層

1）物理sidelink信道和信號

NR-V2X sidelink與NR上行/下行采用相同的子載波間隔。調制機制有QPSK、16-QAM、 64-QAM和256-QAM。

物理sidelink廣播信道PSBCH:承載來(lái)自RRC層的MIB-V2X，并在位于sidelink帶寬的11個(gè)RB上每160 ms進(jìn)行發(fā)送。

物理sidelink共享信道PSSCH:在sidelink上傳輸數據，PSSCH 的傳輸資源可以由gNB進(jìn)行調度并通過(guò)DCI告知UE，也可以通過(guò)UE自己的感知過(guò)程自主確定。數據可以傳輸多次。

物理sidelink控制信道PSCCH：物理層sidelink

控制信息SCI，分為兩階段發(fā)送:第-階段的SCI在PSCCH資源上發(fā)送，包含可以進(jìn)行感知操作的信息以及第二階段的SCI的資源分配信息； 第二階段的SCI在PSSCH資源上發(fā)送并與PSSCH的DMRS相關(guān)，包含識別和解碼對應PSSCH的必要信息HARQ 過(guò)程的控制以及CSI反饋的觸發(fā)條件信息等。

物理sidelink反饋信道PSFCH:承載sidelink上接收UE向發(fā)送UE的反饋，具體形式可以是ACK/NACK，或者NACK- only。 PSFCH的時(shí)域資源（預）配置在第1、2、 4時(shí)隙，頻域/碼域資源通過(guò)隱式方式獲得。

此外，還有S-PSS （直通鏈路主同步信號）、S-SS（直通鏈路輔同步信號）、解調參考信號DMRS、FR2（頻率范圍2）的PT-RS（相位追蹤參考信號）、CSI-RS（信道狀態(tài)信息參考信號）。

2） sidelink 同步

UE的同步過(guò)程需要UE持續按照同步優(yōu)先級進(jìn)行叟索，找到自己能獲得的最優(yōu)的同步參考。V2X UE進(jìn)行同步的4種基本同步源: GNSS。 gNB/eNB。其他發(fā)送SLSS的UE以及UE的內部時(shí)鐘。

3） sidelink CSI

在單播通信中，接收UE給發(fā)送UE提供-一些信息，幫助發(fā)送UE做鏈路自適應。

4） sidelink HARQ

NR-V2X針對sidelink單播和多播業(yè)務(wù)通過(guò)ACK/NACK 支持HARQ，針對多播業(yè)務(wù)還可采用NACK-only HARQ。此外，還支持盲重傳機制。sidelink HARQ反饋是接收UE在PSFCH上發(fā)送UE的。如果是在gNB控制下的資源分配mode1模式，發(fā)送UE通過(guò)PUCCH將它收到的與某個(gè)特定動(dòng)態(tài)或者配置與grant相關(guān)的sidelink HARQ反饋狀態(tài)通知給gNB，以便輔助重傳調度以及分配sidelink資源。

5）LTE-V2X sidelink和NR-V2X sidelink的設備內共存

如果有設備同時(shí)支持LTE-V2X和NR-V2X，并且需要同時(shí)在系統中工作。如果這兩個(gè)RAT有足夠的頻域隔離， 例如在不同的頻段上，則各自使用各自頻段上的射頻工作即可。

如果兩個(gè)RAT之間的頻域間隔較小，則只能用一個(gè)射頻，還要遵從半雙工原則，半雙工原則就是不允許在sidelink上同時(shí)發(fā)送和接收。前面的限制表明兩個(gè)RAT同時(shí)接收會(huì )有干擾，不允許同時(shí)發(fā)送。后限制表明一個(gè)RAT在接收/發(fā)送時(shí)，另一個(gè)RAT不能發(fā)送/接收。

如果可能，可以給兩個(gè)sidelink （預）配置完全不重合的資源池，否則，-般的原則就是在兩個(gè)RAT同時(shí)發(fā)送時(shí)至少一個(gè)RAT需要放棄，但在兩個(gè)RAT。上V2X業(yè)務(wù)優(yōu)先級都已知時(shí)，自動(dòng)選擇較高的優(yōu)先級。兩個(gè)RAT。上接收與接收重疊的情況-般留給UE實(shí)現。兩個(gè)RAT上發(fā)送與發(fā)送重疊以及發(fā)送與接收重疊的處理，當兩個(gè)RAT上的V2X業(yè)務(wù)的優(yōu)先級都已知，自動(dòng)選擇較高的優(yōu)先級。如果優(yōu)先級相同或者并不是都已知的情況下，留給UE實(shí)現。

3、V2X sidelink資源分配

1）BWP和資源池

sidelink 使用的子載波間隔會(huì )在（預）配置sidelink BWP時(shí)給出，FR1使用的子載波間隔為15kHz、30 kHz或者60 kHz，FR2使用的子載波間隔為60 kHz或者120 kHz。 UE的sidelink發(fā)送和接收都要在同一個(gè)sidelink BWP中。PSSCH的資源池在頻域分為多個(gè)子信道，這些子信道是在子幀中連續而不重疊的不少于10個(gè)的PRB的集合，大小是（預）配置的。資源分配、感知和資源選擇以子信道為單位；盡管子信道中某些少量PRB有可能不用于發(fā)送，子信道也是作為整體分配給UE的PSSCH。每個(gè)UE被獨立（預）配置發(fā)送資源池和接收資源池，還配置了特別的資源池。

2）資源分配方式

NR sidelink定義了2種資源分配方式，分別為mode1 和mode2。資源分配mode1由gNB調度， NR V2X有周期性和非周期性業(yè)務(wù)， mode1提供g NB的動(dòng)態(tài)grant以及RRC半靜態(tài)配置的配置grant。動(dòng)態(tài)sidelink grant DCI可以提供一個(gè)TB的一次或者多次傳輸資

源，如果有反饋操作的話(huà)也要遵從sidelink HARQ進(jìn)程。

動(dòng)態(tài)grant和配置grant的MCS信息可以提供也可以由RRC信令控制。RRC可以配置實(shí)際的MCS取值，可以配置- -個(gè)MCS范圍，也可以不配置。對于沒(méi)有配置實(shí)際MCS取值的情況，UE需要自己選擇一個(gè)合適的MCS。

gNB調度由UE上報sidelink業(yè)務(wù)特征驅動(dòng)，或者上報一個(gè)sidelink BSR （緩存狀態(tài)報告）。資源分配mode2是UE自主進(jìn)行資源選擇?；镜目蚣芫褪?/p>

UE在一個(gè)（預）配置的資源池中感知哪些資源并未被

其他具有更高優(yōu)先級業(yè)務(wù)的UE占用，然后選擇-一些合適的資源進(jìn)行傳輸；選擇后， UE就會(huì )在這些資源上多次發(fā)送/重傳，或者直到觸發(fā)了資源重選。

4、sidelink擁塞控制

與LTE-V2X類(lèi)似，在此不再贅述。

5、V2X sidelink高層協(xié)議

1）與NR sidelink通信有關(guān)的測量和上報NR V2X sidelink有一些專(zhuān) 用的測量和上報機連接態(tài)的UE測量CBR并上報給NG-RAN以協(xié)助網(wǎng)絡(luò )調度和/或傳輸參數調整。接收UE將基于DMRS進(jìn)行RSRP （參考信號接收功率）測量，并將3層過(guò)濾的RSRP發(fā)給發(fā)送UE，以便發(fā)送UE用于單播通信中的開(kāi)環(huán)功率控制。

2）移動(dòng)性管理

UE可以在小區切換和小區重選過(guò)程中進(jìn)行NRsidelink 傳輸。

3） 輔助信息和sidelink配置信息的配置NG-RAN可以使用兩種類(lèi)型的配置sidelinkgrant給UE分配sidelink資源:類(lèi)型1和類(lèi)型2對于進(jìn)行NR sidelink通信的UE，可能同時(shí)激活了多個(gè)配置sidelink grant。為了給配置grant的配置提供輔助信息，UE 可以向網(wǎng)絡(luò )上報一些有 關(guān)業(yè)務(wù)pattern 的輔助信息，如周期、時(shí)域偏差、消息大小QoS等。

4）上行鏈路和NR sidelink傳輸的協(xié)調當上行鏈路和sidelink在共享/相同載波頻域同時(shí)發(fā)送，或者在不同載波頻域上共用射頻發(fā)送并分享功率，就需要在二者之間進(jìn)行有限選擇。分別為NR上行鏈路和NR直通鏈路配置獨立的邏輯信道優(yōu)先級門(mén)限值。如果上行鏈路邏輯信道數據的最高優(yōu)先級取值高于。上行鏈路優(yōu)先級門(mén)限值，并且直通鏈路邏輯信道數據的最高優(yōu)先級取值低于直通鏈路優(yōu)先級門(mén)限值，將優(yōu)先執行直通鏈路發(fā)送；反之，優(yōu)先執行上行鏈路發(fā)送。

5）QoS機制

基于數據流的QoS模型用于sidelink單播、多播和廣播。對于RRC連接態(tài)的UE，針對一個(gè)新的PC5QoS數據流，UE需要通過(guò)RRC專(zhuān)用信令上報該數據流的QoS信息，網(wǎng)絡(luò )可基于UE上報的QoS信息，通過(guò)RRC專(zhuān)用信令提供SLRB （直通鏈路無(wú)線(xiàn)承載）配置并配置該數據流和SLRB的對應關(guān)系。對于RRC空閑態(tài)的UE，網(wǎng)絡(luò )可通過(guò)V2X專(zhuān)用SIB （系統信息塊）提供SLRB配置并配置PC5 QoS與SLRB的映射。對于覆蓋外的UE，SLRB配置和PC5 QoS與SLRB的映射是預配置的。

6） sidelink RRC

對于NR sidelink單播通信， PC5-RRC連接是源和目標層ID之間的邏輯連接。接入層配置可以通過(guò)PC5-RRC信令傳達的，并且收發(fā)UE之間必須要達成一致的參數。 如果接入層配置失敗，可以使用明確的錯誤消息和基于定時(shí)器的指示來(lái)告知對端UE。UE之間可以通過(guò)PC5-RRC來(lái)相互了解UE能力； UE可以發(fā)送能力查詢(xún)信息去查詢(xún)對端UE的能力，并把自己的能力告知對方。

6、V2X業(yè)務(wù)授權

與LTE-V2X類(lèi)似，NG-RAN節點(diǎn)接收核心網(wǎng)或者相鄰NG-RAN節點(diǎn)提供的UE授權狀態(tài)，判斷UE是否授權為一個(gè)車(chē)輛UE和/或行人UE。只有授權UE才可以進(jìn)行V2X sidelink通信。根據所支持業(yè)務(wù)的不同通過(guò)不同的方式向UE提供sidelink無(wú)線(xiàn)資源。三、Uu鏈路增強些高級的V2X服務(wù)是由駐留在Internet上的應用服務(wù)器提供的，該應用服務(wù)器處理從UE接收到的信息并發(fā)出指令來(lái)控制車(chē)輛。遠程駕駛應用可允許遠程駕駛員或V2X應用程序遠程操作車(chē)輛。高級駕駛可以通過(guò)應用服務(wù)器在車(chē)輛之間共享視頻。在這些應用中，UE與服務(wù)器通過(guò)蜂窩網(wǎng)絡(luò )的NR Uu接口進(jìn)行通信。

NR V2X網(wǎng)絡(luò )中的車(chē)輛通過(guò)Uu鏈路與基站/路邊高級業(yè)務(wù)對傳輸速率、時(shí)延和可靠性都有更高的要求，因而對Uu鏈路性能也提出了更高要求。R16 NR-V2X主要包括Uu鏈路高速率低時(shí)延多播傳輸、更加靈活的半靜態(tài)調度或免調度的傳輸模式等。

四、基于Uu的側行鏈路資源分配在車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統中，當車(chē)輛位于蜂窩網(wǎng)的覆蓋范圍內時(shí)，車(chē)輛與車(chē)輛之間通過(guò)側行鏈路進(jìn)行通信的資源可以通過(guò)基站來(lái)進(jìn)行分配。同時(shí)，考慮到NR Uu、NR V2X與LTE Uu、LTE V2X會(huì )同時(shí)存在，因而需要研究通過(guò)LTEUu和NRUu來(lái)控制NR側行傳輸，及通過(guò)NR Uu來(lái)控制LTE側行傳輸，從而保證無(wú)論是裝載LTE v2x終端的車(chē)輛還是裝載NR V2x終端的車(chē)輛在處于LTE基站覆蓋下或NR基站覆蓋下時(shí)均能正常地進(jìn)行側行鏈路通信，下圖所示。

五、通信鏈路類(lèi)型選擇

在車(chē)聯(lián)網(wǎng)中，車(chē)載設備的通信可以選擇通過(guò)側行鏈路進(jìn)行，也可以選擇通過(guò)Uu鏈路進(jìn)行。對于同時(shí)支持LTE V2X和NR V2X的車(chē)載終端，可以選擇的

通信鏈路包括LTE uu、NR Uu、LTE側行、NR側行。

同時(shí)，車(chē)載終端在不同的環(huán)境或者狀態(tài)下，各個(gè)鏈路的狀況也會(huì )有所不同。例如，在無(wú)覆蓋的場(chǎng)景下，車(chē)載終端只能通過(guò)側行鏈路進(jìn)行通信；或者在帶通信車(chē)輛相距較遠時(shí)，可以通過(guò)Uu鏈路通信。R16系統研究了在不同的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下、不同的場(chǎng)景下以及不同的通信需求下，如何選擇合適的通信鏈路，從而保證V2X通信的質(zhì)量；此外，也考慮了不同類(lèi)型車(chē)載終端的能力的不同，例如部分車(chē)載終端只支持LTE V2X或者部分車(chē)載終端支持NR V2X。