前言

随着5G、大数据、云计算、人工智能等新一代技术和汽车交通等领域的深度融合，以及工业和信息化部、财政部发布的“十三五”时期全国智能制造发展的纲领性文件——《智能制造发展规划（2016—2020年）》的实施和支持，我们生活中的汽车与汽车之间、汽车与道路之间、汽车与人之间，以及与云端的多维信息交互网络系统正在逐渐形成。未来车联网将逐步由目前的单车信息服务向V2X、ITS业务演进，将车、路、网及周边环境数据紧密结合，提高交通资源利用效率，提供更安全、更经济、更便利的出行服务。车联网对网络的要求主要体现在时延、带宽及可靠性3个方面，即车联网要求时延控制在5～10ms，能提供稳定的10～100MHz带宽，可靠性要大于99.99%。目前4G网络普遍时延为25～100ms，且无法提供超稳定的连接。5G网络数据传输速率的理论值将达到5Gbps甚至10Gbps，是4G网络的50～100倍，而时延均值也降至10ms以内。因此，5G大带宽、低时延等关键技术完全可为V2X通信提供强大支撑，基于5G高速率、高可靠性、大容量和低时延的特性，可支持3D高精度地图数据及车辆、行驶环境数据的传输，可实现汽车自主性AI，可实现大规模机器间的相互通信。

尽管5G通信技术还没有真正被应用于人们的日常生活中，但车联网技术已经逐渐被应用于人们的生活中，这其中最具代表性的就是C-V2X。C-V2X是指从LTE-V2X到5G V2X的平滑演进，它不仅支持现有的LTE-V2X应用，还支持5G+NR-V2X的全新应用。它基于强大的3GPP生态系统和连续完善的蜂窝网络覆盖，可大幅降低未来自动驾驶和车联网部署成本。当前，我国发展5G技术的C-V2X同样具备先天优势：首先，我国拥有全球最大的LTE商用网络，如果采用5G通信技术解决车载通信方案，就可以有效降低车联网在路侧基础设施上的部署和投资；其次，更有利于我国抢占C-V2X技术、标准及产业的制高点，实现车联网产业的健康发展。

将5G通信技术应用于车联网领域，不但提供了一种新的车联网通信方式，而且保障了通信质量，使车联网的体系结构得到了优化，为车联网发展带来了重大变革。但我国5G车联网的产业化普及同样也面临着重大的挑战，其主要的局限性体现在通信干扰、网络频繁切换、资源分配、隐私保护、通信安全等几个方面。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、开发的教师与学生均有很好的参考价值。

本书参考了国内外有关著作和文献，在此向这些著作和文献的作者表示诚挚的感谢。此外，本书也得到了作者所指导的博士生、硕士生的支持和帮助，以及国家自然科学基金（No. 61872406）和浙江省重点研发计划项目（No. 2018C01059）的资助，在此表示衷心感谢。

由于作者水平有限，书中难免存在一些缺点和错误，敬请读者不吝批评指正。

肖海林