5G+C-V2X车载通信关键技术

　　本书全面、系统地阐述了5G+C-V2X车载通信关键技术。全书共12章，主要内容包括车载时变信道建模技术、协作通信技术、全双工技术、D2D技术、NOMA技术、组播通信技术、虚拟小区与NB-IoT技术、区块链技术、计算卸载技术、认知无线电技术和可见光技术。本书系统性强，内容编排连贯；注重基本概念、基本原理概述，对系统基本性能的物理意义解释明确；强调车载通信在实际中的应用；注重知识的归纳、总结。 本书深入浅出，概念清晰，语言流畅，既可作为从事车载通信系统研究与开发的电信工程师、工程管理人员的指导和参考用书，也可作为电子与通信工程领域通信与信息系统、信号与信息处理等学科的研究生和高年级本科生的参考书或教材，同时对通信领域进行教学、研究、开发的教师、学生有很好的参考价值。

　　肖海林，男，1976年11月出生，博士、教授、博士生导师，信息与通信工程学科。浙江省“钱江学者”特聘教授，广西优秀专家，广西“省杰青”，IEEE 高级会员，中国电子学会高级会员。曾访学英国大学赫瑞-瓦特大学和南安普顿大学。主持国家项目、省重点研发项目20多项。第一作者或通讯作者在国内外发表SCI/EI期刊论文200多篇，第一发明人的个人国家发明专利40多项、国际/国内标准提案2项、个人位列第一的省部级奖励2次，出版教材1本，专著2部，2个国际期刊编委，8次担任国际会议TPC并作特邀报告。

第1章 概述 1
1．1 引言 1
1．2 C-V2X概述 2
1．3 C-V2X的应用前景 4
1．3．1 C-V2X有望成为车联网首选方案 4
1．3．2 5G V2X更能满足智能网联汽车的需求 5
参考文献 5
第2章 车载时变信道建模技术 7
2．1 引言 7
2．2 基于几何的协作散射车载时变信道模型 8
2．2．1 车载时变信道模型描述 8
2．2．2 车载时变信道冲击响应 11
2．3 车载时变信道非平稳特性统计分析 14
2．3．1 车载时变信道空间自相关特性分析 15
2．3．2 车载时变信道时间自相关特性分析 16
2．3．3 车载时变信道Wigner-Ville谱分析 17
2．3．4 车载时变信道遍历容量分析 18
2．4 仿真结果与性能分析 19
2．5 本章小结 24
参考文献 25
第3章 协作通信技术 28
3．1 引言 28
3．2 时变信道下车载协作通信系统MPSK调制方法 29
3．2．1 场景建模 29
3．2．2 MPSK调制下误码率分析 31
3．2．3 仿真结果与性能分析 35
3．3 时变信道下车载中继协议与M-QAM调制方法 38
3．3．1 车载中继协议设计 38
3．3．2 M-QAM调制下平均误码率分析 39
3．3．3 仿真结果与性能分析 46
3．4 联合车辆分簇与功率控制方法 50
3．4．1 运动态车辆分簇方法 50
3．4．2 准静态车辆分簇方法 54
3．4．3 准静态车辆分簇下的功率控制 58
3．4．4 仿真结果与性能分析 61
3．5 本章小结 64
参考文献 64
第4章 全双工技术 67
4．1 引言 67
4．2 非对称编码的全双工车载通信 68
4．2．1 非对称编码的信息传输 69
4．2．2 BER性能分析 73
4．2．3 BER性能优化 74
4．2．4 仿真结果与性能分析 76
4．3 全双工双向中继车载协作通信 79
4．3．1 场景建模 79
4．3．2 系统中断概率分析 81
4．3．3 仿真结果与性能分析 85
4．4 全双工D2D车载通信 87
4．4．1 场景建模 88
4．4．2 策略与簇间频谱复用准则 90
4．4．3 基于ILA理论的复用资源分配机制 96
4．4．4 仿真结果与性能分析 98
4．5 本章小结 103
参考文献 103
第5章 D2D技术 106
5．1 引言 106
5．2 时延QoS保证的C-V2X车载通信功率分配方法 108
5．2．1 系统模型 108
5．2．2 功率分配 113
5．2．3 仿真结果与性能分析 114
5．3 时变信道下D2D-V车载通信功率控制方法 117
5．3．1 系统模型 118
5．3．2 车载时变信道下非完美CSI描述 119
5．3．3 D2D-V功率控制 120
5．3．4 仿真结果与性能分析 125
5．4 C-V2X D2D车载通信能效优化方法 129
5．4．1 系统模型 129
5．4．2 拉格朗日和丁克尔巴赫方法 132
5．4．3 仿真结果与性能分析 136
5．5 本章小结 140
参考文献 140
第6章 NOMA技术 142
6．1 引言 142
6．2 协作NOMA车载通信 143
6．2．1 车辆跟驰场景下分簇算法 144
6．2．2 协作NOMA功率控制方法 145
6．2．3 仿真结果与性能分析 155
6．3 NOMA+全双工车载通信 159
6．3．1 系统模型 159
6．3．2 NOMA安全传输策略 161
6．3．3 全双工中继选择方法 163
6．3．4 仿真结果与性能分析 170
6．4 本章小结 173
参考文献 173
第7章 组播通信技术 175
7．1 引言 175
7．2 车载社交网络中数据传输组播技术 176
7．2．1 系统模型 176
7．2．2 组播算法描述 178
7．2．3 最优中继选择 181
7．2．4 功率分配策略 184
7．2．5 仿真结果与性能分析 188
7．3 C-V2X车载安全数据传输组播技术 190
7．3．1 系统模型 190
7．3．2 TSMT-VSD中继选择策略与基站奖惩机制 193
7．3．3 VISSIM仿真平台 197
7．3．4 仿真结果与性能分析 202
7．4 本章小结 207
参考文献 208
第8章 虚拟小区与NB-IoT技术 210
8．1 引言 210
8．2 车载通信虚拟小区技术 212
8．2．1 系统模型 212
8．2．2 以多车辆为中心的动态虚拟小区 216
8．2．3 虚拟小区车载通信资源管理 219
8．2．4 仿真结果与性能分析 226
8．3 车载通信NB-IoT技术 229
8．3．1 系统模型 229
8．3．2 NB-IoT车载通信资源管理 232
8．3．3 仿真结果与性能分析 235
8．4 本章小结 238
参考文献 238
第9章 区块链技术 241
9．1 引言 241
9．2 城市场景下基于分簇的V2X车载信息传输方案 242
9．2．1 系统模型 242
9．2．2 车载紧急信息传输策略 246
9．2．3 车载非紧急信息传输策略 248
9．2．4 仿真结果与性能分析 249
9．3 交叉路口处基于分簇的V2X车载信息传输方案 253
9．3．1 应用场景及系统建模 254
9．3．2 车载信息安全的交通灯配时算法 257
9．3．3 基于区块链的车辆信任管理方案 260
9．3．4 软件开发平台搭建 263
9．3．5 仿真结果与性能分析 266
9．4 本章小结 270
参考文献 270
第10章 边缘计算――计算卸载技术 273
10．1 引言 273
10．2 计算卸载物理层安全的D2D-V频谱复用接入机制 274
10．2．1 计算卸载物理层安全通信系统模型 274
10．2．2 计算卸载物理层安全性能尺度 276
10．2．3 D2D-V链路动态接入机制与中断性能分析 277
10．2．4 D2D-V频谱复用的最优接入门限值 282
10．3 仿真结果与性能分析 286
10．4 本章小结 292
参考文献 293
第11章 认知无线电技术 295
11．1 引言 295
11．2 频谱感知 296
11．2．1 系统建模 296
11．2．2 能量检测算法 297
11．2．3 自适应加权双门限频谱感知算法 298
11．2．4 车载环境下的信道仿真模型 304
11．2．5 仿真结果与性能分析 305
11．3 频谱分配 308
11．3．1 系统建模 308
11．3．2 频谱分配算法 311
11．3．3 仿真结果与性能分析 313
11．4 本章小结 315
参考文献 316
第12章 可见光技术 317
12．1 引言 317
12．2 可见光的V2V通信平台设计 317
12．2．1 系统的总体构成 317
12．2．2 可见光的发送端 318
12．2．3 可见光的接收端 322
12．3 系统搭建和测试 325
12．3．1 字符传输 326
12．3．2 视频传输 329
12．4 本章小结 331
参考文献 331
附录A 缩略词对照表 332