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3GPP Release 14 V2X Overview

V2X中的X代表不同的通信目标，包括四种：V2V（汽车），V2I（路边设施），V2N（电信网络），和V2P（行人）

V2X的业务可以通过两种方式提供：PC5接口，和Uu接口。其中PC5接口是在side link（直通联路）基础上定义的接口，使用这种接口，UE之间可以直接进行通信传输。PC5接口可以在OOC（Out Of Coverage）和IC（In Coverage）下使用，但只有授权的UE才能使用PC5接口进行传输。

一. V2X直通链路传输

相比于传统直通链路传输，V2X直通链路传输还支持以下几点：

  • STCH也用于V2X直通链路传输
  • Non-V2X的业务和V2X是不复用传输资源的，例如Pulic Safty的业务
  • 高层会提供PPPP（ProSe Per-Packet Priority）参数给AS层，用于PC5上面的传输。PDB（Packet Delay Budget）是可以通过PPPP推导出来的。
  • 基于PPPP的现有的LCP流程可用于V2X直通链路传输

V2X直通链路传输支持两种模式

  1. 调度模式（Mode 3）
  • 这时候UE需要在RRC连接态
  • UE首先向eNB进行资源请求，然后eNB会分配V2X直通链路上的控制和数据资源
  • 可支持SPS
  1. UE自主资源选择模式 （Mode 4）
  • UE自己选择传输资源并自主调节V2X直通链路上控制和数据的传输格式
  • 如果UE被配置了“区域”到“传输资源”的映射关系，那么UE根据自己所在的区域选择相应的资源池
  • 在资源池中进行资源选择的时候，UE使用sensing的功能。基于sensing的结果，UE进行资源选择并预定多个资源（允许最多同时有2个资源预定的进程）

关于“区域”相关的操作

为了协助eNB提供V2X直通链路资源，在RRC连接态的UE可以向eNB报告位置信息，这个上报可以使用现有的周期性的测量上报信令和流程

地理区域可以由eNB进行配置，或者是预置的。当地理区域配置了以后，世界将被分成多个区域，这些区域由参考点、长、宽来进行定义。UE在进行区域id确定的时候，会使用区域的长、宽，长度上面的区域数量，宽度上面的区域数量以及参考点进行余的操作。这些信息都是eNB进行配置的或者是预置的

具体来说，对于IC UE，当UE进行资源自主选择的时候，eNB会在SIB21中提供区域和资源的映射关系；对于OOC UE，这个映射关系是预置的。然后UE会选择其所在位置的资源。需要注意的是，这个“区域”的概念不适用于Exceptional资源和Reception资源

移动（切换，小区重选）过程中的操作

传输资源

在切换过程中，传输资源的配置可以在切换命令中携带过来，用来减少切换过程中传输的中断时间。这样的话，在切换流程完成之前，UE就可以使用新的传输资源进行传输了（条件是和同步源进行同步了以后：eNB或GNSS）

  • 如果Exceptional资源包括在切换命令中，在收到切换命令的时刻，UE在Exceptional资源中使用随机资源选择
  • 如果在切换命令中配置了调度的资源，那么在切换过程中，UE使用Exceptional的资源直到相关的timer结束
  • 如果在目标小区中UE配置了自主资源选择，那么UE一直使用Exceptional的资源，直到sensing到自主资源可以使用了
  • 对于Exceptional的情况，UE会暂时使用服务小区SIB21中提供的Exceptional资源并进行随机的资源选择
    • Exceptional的情况包括：RLF；RRC空闲态到连接态的转换；专用V2X直通链路资源池的改变

在小区重选过程中，UE会使用重选目标小区中的Exceptional资源知道sensing到自主资源可以使用了

接收资源

为了减少由于读取目标小区中接收资源时延导致的接收中断时间，同步配置和接收资源配置可以通过切换命令发送给RRC连接态的UE。对于RRC空闲态的UE，这个优化留给了UE实现

资源配置和使用（resource）

当UE能够在V2X直通链路的载波上检测到小区的时候，UE认为在这个载波上是In-Coverage的。此时，UE既可以使用调度的资源，也可以使用UE自主选择的资源，这是由eNB进行配置的。当UE在这个载波上是Out-of-Coverage的时候，传输和接收资源池会预先配置给UE使用。需要注意的是，V2X直通链路的资源是不会给其他非V2X业务来使用的

V2X业务的接收

如果UE有意愿接收V2X业务，在RRC连接态下，UE可给eNB发送”Sidelink UE Information“的消息，用来请求V2X直通链路的资源

如果UE高层指示去接收V2X的的消息且V2X直通链路的资源已经提供了，那么UE就会在这些资源上进行接收

在不同载波上，或者在不同PLMN上的接收依赖于UE的多个Receiver Chain

SPS的支持

V2X直通链路支持多SPS，最多可支持8套SPS的配置，并且8个SPS可以同时被激活。SPS的激活去激活的命令是由eNB的PDCCH来完成的。逻辑信道复用使用现有的LCP流程（基于PPPP）

为了使得SPS的配置更贴近于实际业务的周期，减小时延，UE可以给eNB发送辅助信息。辅助信息中可包括业务特性的参数（例如期望的SPS周期，时间偏移，PPPP，最大TB size等）。该辅助信息的触发留给了UE实现，例如当预期到业务包的到达间隔或者时间偏移发生变化时，UE可触发辅助信息的发送。SR mask在此不适用

同步

服务小区可以发送同步的配置给UE，这时候UE使用这个同步配置就可以。如果UE是Out-of-Coverage的且UE没有收到服务小区的配置，那么UE会使用预置的同步配置。

同步源有三种：eNB，UE，GNSS

  • 当GNSS为同步源时，UE使用UTC时间（从卫星获得）和DFN offset（预置或eNB配置）来计算DFN（Direct Frame Number）和subframe number
  • 当eNB为同步源时，UE使用Pcell或服务小区做同步和下行测量
  • UE可以将正在使用的同步源指示给Pcell

CBR（Channel Busy Ratio）

为了控制信道的使用，网络可指示UE如何根据CBR来调整发送参数。UE会测量所有的发送资源包括Exceptional资源。

  • 当SA池和数据池资源相邻时，仅测量数据池资源即可
  • 若不相邻，则分别进行测量

UE在RRC连接态时可上报CBR测量结果：周期上报或事件上报。

  • 对于事件上报，定义了两个新的事件（Event V1，V2）：load大于或小于某个门限
    网络可配置上报哪个发送资源池的CBR测量结果

不管UE是不是在RRC连接态，UE都可以根据CBR来调节发送参数。例如最大发射功率，重传次数，RB数量，MCS，最大信道占用率的限制等。这种调节会应用到所有的发送资源池上包括Exceptional资源

多载频下资源的使用

V2X直通链路在不同载频上的的发送/接收资源包括Exceptional资源可以通过专有信令、SIB21或预配置来提供

  • 服务小区可以指示哪些载频上会有资源配置
  • 如果指示了多个载频，留给UE实现去决定选择哪个频率

如果UE检测到了资源配置/跨载波资源配置，那么UE不再使用预置的资源。那些可能配置资源的载频可以是预置的。当UE做小区重选时，可优先选择有资源配置的载频进行使用

如果UE支持多发送链路（transmission chain），那么其可以在PC5的多个载波上同时进行发送。当V2X支持多个频率的时候，高层负责配置频率和业务的映射关系，UE需要保证特定的业务发送在相关的频率上

UE也可以在其他PLMN上进行接收。相应的资源由服务小区直接指示，或者服务小区指示那些有资源配置的频率。在其他PLMN上的发送是不允许的

与传统上行发送的共存

  • 当传统上行发送和V2X直通链路的传输在相同的载频上发生冲突的时候，UE会优先V2X直通链路的发送（如果PPPP大于配置的门限时）
  • 当传统上行发送和V2X直通链路的传输在相同的时间不同的载频上发生冲突的时候，UE会优先V2X直通链路的发送或降低传统上行发送的功率（如果PPPP小于配置的门限时）
  • 当高层优先传统上行发送，或上行发送为RACH时，UE会优先传统上行发送（无论PPPP是何值）

P-UE（Pedestrian UE）

PUE使用的发送资源可以与V2X直通链路的资源重叠。对于每个发送资源，会配置资源选择机制（包括随机选择，基于部分sensing的选择，或者两者的合集）

  • 当两者的合集配置的时候，UE实现来决定如何选择资源
  • 如果发送资源仅配置了基于部分sensing的选择机制，那么UE不能使用随机选择机制
  • 如果eNB没有提供使用随机选择机制的资源池，那么那些仅支持随机选择机制的PUE是不能进行V2X直通链路的发送的
  • 在Exceptional资源上，PUE使用随机选择机制

对于PUE来说，”区域“的功能不是必须的。PUE会在能力中进行指示。如果PUE支持”区域“的功能，那么eNB只能在专用信令中对其进行”区域"相关的配置

PUE需要节省功率，这个由UE实现和高层机制来完成。PUE不进行CBR的测量，但是仍然需要调整发送参数。用于调整发送参数的配置由RRC专用信令来指示。

DSRC与V2X的共存

为了支持CEN DSRC与V2X的共存，当UE在DSRC tolling station的范围内时，UE执行V2X传输的上层会向下层进行指示

二. Uu链路传输

SPS的支持

Uu链路支持多SPS，最多可支持8套SPS的配置，并且8个SPS可以同时被激活。SPS的激活去激活的命令是由eNB的PDCCH来完成的。逻辑信道复用使用现有的LCP流程（基于PPPP）

为了使得SPS的配置更贴近于实际业务的周期，减小时延，UE可以给eNB发送辅助信息。辅助信息中可包括业务特性的参数（例如期望的SPS周期，时间偏移，PPPP，最大TB size等）。该辅助信息的触发留给了UE实现，例如当预期到业务包的到达间隔或者时间偏移发生变化时，UE可触发辅助信息的发送。SR mask在此可以使用

QoS控制

对于点对点的传输，V2X的消息既可承载在Non-GBR bearer上，也可以承载在GBR bearer上。为了满足QoS的要求，Non-GBR的QCI值和GBR的QCI值会被使用

多播方式传输

可以使用SC-PTM或者MBSFN来进行V2X消息的多播。为了减少SC-PTM或者MBSFN多播的时延，SC-PTM/MBSFN和MCH调度时期支持modification period

同样的，在多个载波/PLMN上接收V2X的广播消息是通过UE的多接收链路（receiver chain）来完成的

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