好的，我们继续进行深度拆解。这是本系列的第二十五篇文章。在前几篇中，我们已经深入探讨了5G的技术核心以及在物联网领域的应用。现在，我们将进入一个同样激动人心、且对未来社会影响深远的垂直领域——车联网（V2X）。

深度解析 3GPP TR 21.915：8 Vehicle-to-Everything Communications (V2X) Improvements (车联网通信增强)

本文技术原理深度参考了3GPP TR 21.915 V15.0.0 (2019-09) Release 15规范中，关于“8 Vehicle-to-Everything Communications (V2X) Improvements”的核心章节，包括8.1“Enhancement of 3GPP support for V2X scenarios”和8.2“Enhancements on LTE-based V2X Services”。本文旨在为读者深入剖析Rel-15版本是如何在Rel-14 LTE-V2X的基础上，通过定义更前瞻的应用场景（eV2X需求）和增强空口技术，为实现车辆编队、高级驾驶、远程驾驶等未来智能交通的宏伟蓝图，铺设坚实的技术演进之路。

“李工，我们已经学习了5G URLLC和4G LTE的关键通信增强，这些技术似乎都指向了自动驾驶和智能交通这些未来场景。”青年工程师小玲对车联网充满了期待，“Rel-14已经定义了LTE-V2X，解决了车辆之间‘看见’彼此的基础安全问题。那么，Rel-15在这个领域又迈出了怎样的新步伐？它是如何让车辆之间从简单的‘打招呼’，进化到更高级的‘协同作战’的？”

“你的问题精准地把握了V2X技术演进的脉搏，小玲！”导师李工的眼中闪烁着对未来交通的憧憬，“如果说Rel-14的LTE-V2X是为道路交通安全安装了‘主动安全气囊’，那么Rel-15的eV2X（Enhanced V2X），就是为未来的自动驾驶汽车装上了‘协同作战雷达’和‘远程大脑’。第八章所描述的，正是这场从‘安全辅助’到‘智能协同’的深刻变革。它不仅在需求层面（8.1节）定义了更高级的作战场景，更在技术层面（8.2节）对LTE-V2X的‘武器装备’进行了全面升级。”

为了让这场“未来交通”的预演更加生动，让我们将场景设定在一个高度智能化的港口。一支由5辆无人驾驶集卡组成的“钢铁长龙”正在港区内进行货物转运。它们之间保持着极小的车距，整齐划一地行进、转弯、停靠，仿佛由一个无形的大脑在统一指挥。这场壮观的“车辆编队”，正是Rel-15 eV2X强大能力的最佳展示。

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1. 8.1 需求升级：定义eV2X的“新四大战役” (TS 22.186)

在升级技术之前，3GPP SA1工作组首先需要回答一个问题：未来的智能汽车，到底需要网络为它们做什么？8.1节“Enhancement of 3GPP support for V2X scenarios”总结了这些被写入TS 22.186的需求，它们可以被概括为eV2X的“四大新战役”。

On top of the work done in Rel-14 to support V2X services based on LTE, the Rel-15 work eV2X further specifies service requirements to enhance 3GPP support for V2X scenarios. Requirements for the following areas are covered…

1.1.1 车辆编队 (Vehicle Platooning)

Vehicle Platooning: Vehicles platooning enables the vehicles to dynamically form a group travelling together…This information allows the distance between vehicles to become extremely small, i.e., the gap distance translated to time can be very low (sub second).

“车辆编队”，正是我们港口无人集卡场景的核心。头车作为“领航员”，会周期性地向后方的跟随车辆广播自己的速度、加速度、转向角度等动态信息。跟随车辆根据这些信息，可以实现自动的加速、减速和转向，从而以极小的车距（亚秒级）紧密跟随。

“这带来的好处是巨大的，”李工解释道，“在高速公路上，卡车编队可以极大地降低风阻，节省燃油；在港口、矿山等封闭场景，则可以大幅提升运输效率。但它对通信的要求也极其苛刻：数据包必须以极低的延迟、极高的可靠性、极高的频率（如每秒10-50次）在车辆之间传递。”

1.1.2 高级驾驶 (Advanced Driving)

Advanced Driving: Advanced Driving enables semi-automated or fully-automated driving…Each vehicle and/or RSU shares data obtained from its local sensors with vehicles in proximity, thus allowing vehicles to coordinate their trajectories or manoeuvres.

如果说“车辆编队”是“集体行动”，那么“高级驾驶”则是更普遍的“自由协同”。它允许车辆之间互相“分享视野”，实现“超视距”感知。

• 协同换道：A车想变道，可以先向邻近车道的B车广播自己的意图，B车收到后可以主动减速，为A车留出空间。

• “透视”前车：前方一辆大卡车挡住了你的视线，你看不到更前方的路况。此时，大卡车可以通过V2V（车-车）通信，将它自己的前置摄像头或雷达看到的“景象”，分享给你。

• 传感器共享：十字路口的路侧单元（RSU）可以将它“上帝视角”的雷达感知数据，分享给所有即将进入路口的车辆，让它们提前知道盲区的行人和非机动车。

“高级驾驶的目标，”李工说，“是通过‘信息共享’来弥补单车‘感知’的不足，从而做出更安全、更高效的驾驶决策。”

1.1.3 扩展传感器 (Extended Sensors)

Extended Sensors: Extended Sensors enables the exchange of raw or processed data gathered through local sensors or live video data among vehicles, RSUs, devices of pedestrians and V2X application servers.

“扩展传感器”可以看作是“高级驾驶”的进一步延伸。它不仅分享处理后的“结果”（如目标的位置、速度），更可以分享原始的传感器数据。

例如，一辆车可以将它的高精度激光雷达（LiDAR）点云数据，或者高清摄像头的实时视频流，通过5G网络分享给周围的车辆或路侧的边缘计算节点。

“这相当于把整个区域的车辆和路侧设施，都变成了一个分布式的‘超级传感器’，”李工的眼中闪烁着兴奋，“云端或边缘节点可以将这些海量数据进行融合，生成一张超高精度的动态地图（HD Map），再分发给所有车辆使用。这是实现L4/L5级高级别自动驾驶的关键一步。”

1.1.4 远程驾驶 (Remote Driving)

Remote Driving: Remote Driving enables a remote driver or a V2X application to operate a remote vehicle for those passengers who cannot drive themselves or a remote vehicle located in dangerous environments.

在某些特殊场景，如矿山、港口、或处理突发事件时，需要由位于安全控制中心的“驾驶员”，来远程接管车辆。

“远程驾驶对网络的要求是‘四大战役’中最高的，”李工强调，“它不仅需要极低的时延（确保驾驶员的操作能实时反映到车辆上），极高的可靠性（任何指令丢失都可能导致事故），还需要巨大的上行带宽（将车辆的多路高清摄像头视频实时回传到驾驶舱）。这几乎是把eMBB和URLLC的挑战集于一身。”

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2. 8.2 技术升级：为LTE-V2X的“武器库”添砖加瓦

面对eV2X提出的这些艰巨挑战，仅仅依靠Rel-14的LTE-V2X技术是远远不够的。因此，3GPP RAN工作组在Rel-15中，对LTE-V2X的空口技术（特别是车-车直通（Sidelink）模式）进行了一系列关键的“军备升级”。

In Rel-15, the LTE_eV2X work item enhances the Cellular-based V2X services (V2V, V2I/N, and V2P) to support advanced V2X services…in a fully backward compatible manner with Rel-14 V2X.

“值得注意的是，所有的增强，都必须向后兼容。这意味着，一辆搭载了Rel-15 eV2X芯片的新车，必须能够与只支持Rel-14 V2X的旧车正常通信。”

2.2.1 带宽倍增：支持Sidelink载波聚合 (CA for mode-4)

Support of Carrier Aggregation (CA) for mode-4. …The resource allocation procedure of Rel-14, which was based on sensing, was expanded to support multi-carrier transmission…Sidelink packet duplication was introduced in the case of CA to improve the transmission reliability.

Rel-14的V2X直通链路只工作在单个20MHz的载波上，带宽有限。为了支持高级驾驶、扩展传感器等需要更大带宽的场景，Rel-15为Sidelink引入了载波聚合（CA）。

• 车辆可以同时在两个（或更多）载波上发送和接收V2X消息，吞吐率直接翻倍。

• 更重要的是，CA还带来了可靠性的提升。通过在两个载波上进行数据包复制（Packet Duplication），即使一个载波受到了严重的干扰，另一个载波上的数据包依然有很大概率被成功接收。这对于要求“万无一失”的车辆编队等场景，至关重要。

2.2.2 速率提升：支持64-QAM

Support for 64-QAM. New transport block sizes and transport block size scaling were introduced to support 64-QAM.

在信道条件好的情况下（如车距较近），将调制方式从Rel-14的16-QAM提升到64-QAM，可以使峰值速率提升50%。这对于传输传感器视频流等大带宽业务非常有益。

2.2.3 时延降低：更快的资源选择

Reduction of the maximum time between packet arrival at Layer 1 and resource selected for transmission. This value was reduced to 10ms, compared to 20ms for Rel-14 V2X.

在Sidelink Mode-4（车辆自主感知和选择资源）模式下，Rel-14规定车辆选择下一次发送资源的最大延迟是20ms。为了支持更低时延的业务，Rel-15将这个时延上限缩短到了10ms，使得资源选择的过程更加敏捷和快速。

2.2.4 可靠性增强：支持发射分集

Transmit diversity. After studies, it was concluded that transmit diversity was a valuable feature to have. The transmit diversity technique used is Small Delay Cyclic Delay Diversity.

如果车辆配备了两根发射天线，它可以使用发射分集技术。同一个信号，从两根天线发出时，被人为地施加一个微小的延迟差异。这就在接收端创造了“人工多径”，能够有效对抗信道的深度衰落，从而提升接收的可靠性。

“CA、64-QAM、更低时延、发射分集……”李工总结道，“这一系列的组合拳，让Rel-15的eV2X在**‘带宽’、‘时延’、‘可靠性’**这三个核心维度上，都获得了脱胎换骨的提升。正是这些技术升级，才让SA1定义的那些高级应用场景，有了落地的可能。”

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3. 总结：从“辅助安全”到“协同智能”的坚实一步

通过对第八章“车联网通信增强”的深入学习，小玲对V2X技术的演进路径有了清晰的认识。她明白了，Rel-15的eV2X，是V2X技术发展史上承前启后的关键一步。

1. 需求驱动的技术演进：Rel-15首先从需求侧，定义了车辆编队、高级驾驶、扩展传感器、远程驾驶这四大前瞻性应用场景，为V2X的长期发展指明了方向。

2. LTE潜力的深度挖掘：Rel-15没有急于推出全新的NR-V2X，而是选择在成熟的LTE-V2X框架下，通过CA、64-QAM、降低时延、发射分集等一系列务实而高效的技术增强，使其能力得到了巨大提升。

3. 承前启后的关键节点：Rel-15的eV2X，既是对Rel-14基础安全V2X的一次巨大飞跃，又是为Rel-16及以后版本中引入NR-V2X，实现对远程驾驶等更极致场景的支持，所做的一次关键的技术铺垫和场景验证。

“我明白了，”小玲在笔记的最后写道，“如果说Rel-14 V2X让每辆车都装上了‘后视镜’，解决了‘看得见’的问题；那么Rel-15 eV2X，就是为车队装上了‘内部通话机’，为车辆装上了‘共享雷达’，解决了‘能协同’的问题。这是从**‘个体安全’迈向‘群体智能’**的坚实一步。港口的那支‘钢铁长龙’，正是这一步最壮丽的证明。”

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FAQ 环节

Q1：Rel-15定义的这些eV2X场景，都必须使用车-车直通（Sidelink）通信吗？

A1：不完全是。V2X通信包含两种主要模式：

• V2V/V2P直通通信（PC5接口）：不经过基站，车辆之间、车与行人之间直接通信。这种模式时延最低，是实现车辆编队、基础安全消息广播等低时延场景的核心。

• 通过基站的广域通信（Uu接口）：车辆通过基站与网络、云平台、其他车辆通信。这种模式覆盖范围广，是实现扩展传感器（数据上传到云端）、远程驾驶（远程控制指令下发）等需要广域连接场景的基础。

Rel-15的eV2X场景，通常是这两种模式的混合使用。

Q2：Rel-15的eV2X和未来Rel-16的NR-V2X是什么关系？

A2：它们是演进关系。Rel-15的eV2X是基于LTE空口的增强。而Rel-16开始引入的NR-V2X，则是基于5G NR空口的全新设计。NR-V2X能够充分利用NR的超低时延、高可靠性、高带宽、灵活参数集、波束赋形等原生优势，从而能够更好地支持远程驾驶、高精度传感器共享等对网络要求最极致的场景。可以说，LTE-V2X/eV2X解决了“从无到有”和“从有到好”的问题，而NR-V2X则致力于解决“从好到精”的问题。

Q3：为什么说eV2X的增强必须“向后兼容”？

A3：这是车联网能够成功大规模部署的生命线。汽车的生命周期长达10-15年，远超手机。在未来很长一段时间内，路上行驶的将是支持不同V2X标准（Rel-14, Rel-15, Rel-16…）的“多代同堂”的车辆。如果新标准不能兼容老标准，一辆新车可能就无法“看见”旁边一辆老车发出的紧急刹车警告，这会带来巨大的安全隐患。因此，所有V2X标准的演进，都必须把向后兼容性放在最高优先级。

Q4：Sidelink Mode-3和Mode-4有什么区别？Rel-15对它们都有增强吗？

A4：这是V2X直通通信的两种资源分配模式：

• Mode-3（网络调度模式）：车辆的Sidelink资源由基站统一调度和分配。这种模式资源利用效率高，没有碰撞问题，适合在基站覆盖范围内使用。

• Mode-4（车辆自主模式）：在没有基站覆盖或基站覆盖不佳的区域，车辆通过**“感知-预约”**的方式，自主选择要使用的Sidelink资源。这种模式更灵活，但存在资源选择碰撞的风险。

Rel-14已经对Mode-3和Mode-4都进行了定义。Rel-15的增强，如Sidelink CA，主要是针对Mode-4进行的，因为自主模式下的多载波协同更具挑战性。

Q5：V2X通信使用的频谱是普通手机用的频谱吗？

A5：不完全是。V2X通信，特别是Sidelink直通通信，通常会使用专属的ITS（智能交通系统）频段。在全球范围内，5.9GHz频段是主流的ITS频段。将V2X通信放在专用频段，可以避免其与普通手机上网业务相互干扰，从而最大限度地保障交通安全相关信息的可靠传输。当然，Uu接口的通信，则使用运营商的常规蜂窝网络频段。