3GPP 38.885 V2X解決方案

大名鼎鼎的PC5接口是V2X的車與車之間的直連方案，最早起源于LTE-D2D，經過了漫長的發展過程，它和Uu，在3GPP23.303協議（Proximity-based services (ProSe)，Rel15）中，被規劃成了這個樣子：

ProSe Non-Roaming Reference Architecture

上面這個圖，雖然嚴格來講它是ProSe，但是其實它也是LTE-V2X的基本框架。

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前幾個月，3GPP 38.885（Study on NR Vehicle-to-Everything (V2X)），在這篇新發布的協議中，用了一整章的內容來描述NR中PC5的方案。

我們知道，在以往的V2X中，所有的信息都是通過廣播包（broadcast）的形式來進行傳播的，那么在NR 的38.885中，一個很重要的變化就是，sidelink（通常，我們使用sidelink這個詞匯來描述PC5所承擔的具體功能，簡稱SL）增加了單播（unitcast）和組播（groupcast）.

SL broadcast, groupcast, and unicast transmissions are supported for the in-coverage, out-of-coverage and partial-coverage scenarios.

是不是很激動?暗搓搓的期待下以后車與車之間也是可以說悄悄話的。

同時，協議也給出了sidelink Control plane和 User plane

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片保存下來直接上傳(img-Hsv5DtU0-1626056353414)(https://pic3.zhimg.com/v2-436593592c7052dde3bf4e75ced85cde_b.jpg)]PC5 control plane protocol stack

PC5 user plane protocol stack.

在協議的第五章，對下面的每一層的功能都進行了詳細的規范

PHY:物理層

MAC:介質訪問控制層（提供廣播包的過濾，邏輯信道優先級，傳輸優先級以及調度請求等）

RLC:無線鏈路層控制協議（對RLC SDUs進行分割和重組，以及丟棄）

PDCP:packet data convergence protocol（用于廣播和群播的SL 數據包復制和重復 PDU 丟棄;基于定時器的SDU丟棄,用于廣播、群播和單播。）

RRC:無線資源控制（UE間的信令交互）

SDAP：Service Data Adaptation Protocol（The SDAP sublayer does not apply to SL broadcast or groupcast.）

在通訊時，假設由上層協議來決定傳播方式（單播、廣播或組播），那么物理層就要知道一系列的信息，比如我來自哪兒（源ID），我要去哪兒（目標ID），以及重傳信息等（HARQ process ID）

因為涉及到了單播和組播，所以就有傳輸穩定性的要求，sidelink也一如既往的考慮了HARQ的一系列問題，并在協議中進行了討論。

5G的三大應用場景：

eMBB(enhanced Mobile Broadband),增強移動帶寬

mMTC(massive Machine Type Communication),大規模物聯網

URLLC（Ultra-Reliable and Low Latency Communications）,低時延高可靠連接

4G時代V2X已經實現了一部分基礎的通信功能，隨著5G的到來，3GPP針對V2X也提出了更高級的應用場景。在22.186和22.886協議中對5G下的應用場景由詳細的描述。

對兩份協議濃縮一下，5G時代對V2X的場景大概集中在以下四個方面：

Vehicle Platooning 車輛編隊

Extended Sensors 擴展的傳感器

Semi-automated or full-automated driving 先進駕駛輔助（半自動駕駛和全自動駕駛）

Remote Driving 遠程駕駛

同時，隨著5G的發展，在單獨的網絡環境下，存在以下三個場景。這三個場景主要討論的是，只存在單一的5GC（5G核心網）或者EPC（4G核心網）時，LTE-V2X與5G NR的共存問題。

在LTE-V2X以及 5G NR中，PC5接口通常被稱為sidelink，簡稱SL.

場景1：同時存在LTE sidelink和NR sidelink。 LTE sidelink和NR sidelink V2X通信都由一個gNB(5G 基站)提供控制和配置。在這個場景下，從接入網到核心網均采用5G。如fig. 1所示。

場景2：LTE sidelink和NR sidelink V2X通信都由一個ng-eNB提供控制和配置。（ng-eNB：為 4G 網絡用戶提供 NR 的用戶平面和控制平面協議和功能。在這個場景下，接入網采用4G，但是核心網采用5G。）

場景3：LTE sidelink和NR sidelink 都由一個eNB提供V2X通信的控制和配置。

同樣，場景4/5/6討論了在復合網絡場景下，LTE sidelink與NR sidelink的共存問題。

場景4：LTE Sidelink和NR Sidelink中的UE的V2X通信由Uu控制/配置，而該UE配置有NE-DC(NR-E-UTRA Dual Connectivity)；

場景5：LTE SL和NR SL中的UE V2X通信由Uu控制/配置，而UE在NGEN-DC（NG-RAN E-UTRA-NR Dual Connectivity）中配置；

場景6： LTE SL和NR SL中的UE V2X通信由UU控制/配置，而UE在EN-DC（E-UTRA-NR Dual Connectivity）中配置。

2. RAT和接口選擇

RAT（Radio Access Technologies，無線接入技術）假設sidelink傳輸的候選RAT與上層服務類型相關。給定的V2X服務類型可與以下內容相關：1）僅LTE RAT，2）僅NR RAT，3）LTE或NR RAT，4）同時存在LTE和NR RAT。RAT選擇由上層執行，僅適用于V2X sidelink廣播傳輸。V2X sidelink單播和群播傳輸只能在NR上執行。

對于Uu/PC5接口選擇，UE AS信號發送給上層UU/PC5可用性信息，上層UE選擇無線接口。

對于Uu接口，通過UE是否被覆蓋作為基準線，以確定V2X通信的Uu接口可用性/不可用性，它由UE實現。

3. LTE與NR共存問題

從UE的角度出發，研究了LTE和NR之間存在協調過程的場景中的共存性，并假設半雙工約束；LTE和NR SL沒有任何協調過程。

基于TDM或FDM的LTE和NR SLS解決方案是本研究的重點。TDM解決方案是指那些涉及重疊或同時涉及NR和LTE-V2X Sidelink傳輸的解決方案。FDM解決方案是指同時進行NR和LTE-V2X Sidelink傳輸的解決方案，并定義在兩者之間共享總功率的解決方案。研究以下情況的解決方案：

-潛在的LTE V2X傳輸和NR V2X傳輸

-潛在LTE V2X傳輸和Nr V2X接收

-潛在LTE V2X接收和NR V2X傳輸

3.1 TDM solutions

在本節中，假定LTE和NR V2X SLS在一定程度上同步。需要在SLS之間進行子幀邊界對齊，并且兩個SLS都知道另一個SLS的時間資源索引，例如LTE SL上的DFN。可以有：

1.長期時間尺度協調，其中LTE和NR V2X在時間上的潛在傳輸是靜態/準靜態確定的；

2.短期時間尺度協調，其中LTE和Nr V2X的傳輸時間為每個RAT;

對于長期的時間尺度協調，從物理層的角度來看，通過（預先）配置在時間域中不重疊的資源池是可行的，不需要修改LTE規范。這可能會影響某些V2X應用程序的延遲、可靠性和數據速率要求。

對于短期的時間尺度協調，當兩個RAT的SL傳輸重疊時，或者一個RAT的SL傳輸與另一個大RAT的接收重疊時，通過在每次發生時對其中一個RAT進行優先級排序，NR SL和LTE SL之間的共存是可行的。這就要求LTE和NR的流量負載處于或低于可接受的水平，并且需要在SLS之間的UE內進行信息交換。預計優先順序的規范性工作將涵蓋優先順序的高級原則，而細節將留給使用單位執行。

3.2 FDM solutions

對于動態和半靜態功率分配解決方案，為了物理層的目的，假設在帶內情況下NR和LTE V2X SL之間同步。

對于帶間FDM與PC的靜態功率分配共存的情況，每個載波的最大值，不假設SLS之間的同步。在這些條件下，當兩個RAT的SL傳輸重疊時，帶間FDM共存是可行的。當一個SL的傳輸與另一個SL的接收重疊時，如果帶間分離足夠大，那么在上述條件下的帶間FDM共存是可行的，但在其他情況下則不可行。

對于帶間和帶內FDM與動態功率共享共存的情況，假設NR和LTE傳輸在時間域中完全重疊，即NR傳輸跨越整個LTE-TTI，從而使傳輸的總功率恒定。此外，假設LTE和NR SLS之間存在子幀邊界對齊，并且兩個SLS都知道時間資源索引，例如LTE的DFN。在這些條件下，當兩個RAT的SL傳輸重疊時，帶間和帶內FDM共存是可行的。預計優先順序的規范性工作將涵蓋優先順序的高級原則，而細節將留給使用單位執行。

對于帶間和帶內FDM共存，當兩個RAT的SL接受重疊時，共存是可行的，預計優先順序的規范性工作將涵蓋高級原則，而細節將留給UE實施。

4. 網絡方案

4.1 V2X service authorization

遵循與LTE類似的原則， V2X服務授權信息將由5GC通過NG接口傳輸到NG-RAN節點，并由Xn在移動事件期間在NG-RAN節點之間提供。V2X服務授權信息是PC5 RAT特有的。跨RAT PC5控制授權信息（隱式或顯式）也是必要的。

4.2 UE SL aggregate maximum bit rate

UE SL AMBR的分配遵循LTE中的類似原則，將由5GC通過NG接口傳輸到NG-RAN節點，并在移動事件期間由Xn接口在NG-RAN節點之間提供。

4.3 Impacts on the F1 interface

對F1接口的影響是，用于sidelink通信的資源池是在gNB-CU還是gNB-DU中配置的。對于資源分配模式1（動態情況），gNB-DU負責sidelink資源的調度。gNB-DU將V2X SL配置信息發送給GNB-CU，GNB CU使用它生成RRC消息并將其轉發給UE。

4.4 Slicing aspects

NR V2X應支持使用與NG-RAN類似的切片.

5G作為通信技術的變革，必然會為自動駕駛提供更為良好的土壤環境。但是C-V2X發展到今天，很多技術都還只是露出了冰山一角，按照3GPP協議的話說，許多技術細節還需要FFS（For Further Study）.

對于自動駕駛演進歷程來說，4G時代，LTE-V2X可以通過V2X來傳遞消息，碰撞預警，但是5G時代，視頻以及大數據量的實時傳輸，對于自動駕駛來說就意義重大了。因此，5G時代的另一個重要應用就是——擴展傳感器。

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在對等網絡的世界里，我貢獻資源，我也從別人那里獲取資源。我享受這個網絡的福利，我也為這個網絡做出基本的貢獻。基于這個思想，3GPP 22.886也提出了一些有趣的應用。

**SSMS是指sensor and state map sharing.**它允許車輛之間共享原始或經過處理的傳感器數據。以試圖建立集體狀態感知，利用5G的低時延，可以使一些關鍵應用得以落地，比如協同駕駛，車輛編隊，甚至遠程駕駛，交叉路口的安全，對于不同的應用程序，數據量可能會有不同的差別，但是SSMS可能需要承載大數據量的帶寬。這一點在協議中已經明確。

CPE是指collective perception of environment車輛可以在相鄰區域交換實時信息，這種信息交換可以實現對車輛網絡對周邊環境的集體感知。從而避免事故發生。因而在22.886中，對CPE的要求是：

CPE信息交流具有以下特點：

\1. 信息流量至少應包含1600個有效負載字節，以便能夠傳輸與10個檢測到的物體相關的信息，以支持來自當地環境感知的信息和與實際車輛狀態相關的信息。

\2. 信息應能通過許多其他車輛跟蹤環境變化，重復率至少為5-10赫茲。選擇的更新率足夠高，這樣車輛速度矢量在更新之間不會變化太多。每輛車產生的信息必須在規定的范圍內（城市50米、農村500米、公路1000米）交付給所有相鄰的車輛。

Collective Perception of Environment

**VAD(video data sharing for assisted and improved automated driving)**是一個很神奇的應用。駕駛員的視覺范圍在某些道路交通狀況下受到阻礙（盲區），例如由前面行駛的卡車。車與車通信的視頻數據可以在這些有安全隱患的時候為駕駛員提供時候視頻支持。視頻數據也可以通過一個有UE功能類型的RSU進行收集和發送。

但共享預處理數據（例如通過自動目標檢測提取目標）是不夠的，因為駕駛員對操縱的決定取決于他們的駕駛能力和安全偏好（車輛之間的距離、迎面駛來的車輛速度）。

共享高分辨率視頻數據更好地支持駕駛員根據安全偏好做出決策。然而，共享低分辨率視頻數據是不夠的，因為障礙不可見，可能被忽視。此外，在協議中也提出，視頻數據壓縮需要避免，因為它會導致更高的延遲。

3D video composition for V2X scenario由多個支持在某個區域中移動的V2X UE組成，這些UE可能屬于相同PLMN或者不同的PLMN。UE也可能處在不同的蜂窩小區中。

UE 的攝像頭負責拍攝視頻并將此視頻發送到服務器。服務器可以在云端, 也可以位于靠近 UE 連接點的位置, 以啟用邊緣計算。然后, 服務器將對收到的視頻進行處理, 并將信息結合起來, 以便創建一個環境的3D視頻。3D視頻可用于不同情況下的分析, 例如在汽車比賽中與最終用戶共享視頻、執法部門評估可能發生的事故等。

UE位置信息, 使服務器能夠準確地表示車輛、行人和該區域中任何物體的位置、相對速度和距離。

secure software update for electronic control unit

總而言之，擴展的傳感器在5G C-V2X中是一個很有趣的應用，我有一輛頂配小奔，你有一輛低配小菱，我們互換一下信息。低配小菱的我就有了更高級傳感器里更全面的信息了，擴展的傳感器為自動駕駛的小菱提供了更為有效的感知條件和決策基礎。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的3GPP 38.885 V2X解决方案的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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