在蜂窝车载无线通信(Cellular Vehicular-to-Everything, C-V2X)系统中，车载安全相关应用为驾驶员提供危险预警以及路径优化等服务，对改善交通安全与效率起着重要作用。考虑到车载安全数据传输严格的时延和可靠性需求，本文对C-V2X下车载安全数据传输系统在城市和郊区环境中应用时存在的问题分别进行研究。
　　首先，考虑到城市中基站带宽与计算能力有限，而快速移动车辆与复杂路网引起车载通信网络拓扑频繁重构，产生了大量的计算与信令开销，易造成密集场景下基站过载，影响车载安全数据传输的时效性和可靠性。为了改善城市环境中车载通信网络拓扑不稳定问题对数据传输的影响，本文建立以簇为核心的全双工D2D(Full-Duplex Device-to-Device, FD-D2D)车载通信模型，并提出基于超图聚簇(Hypergraph Clustering, HG-C)和干扰限制区域(Interference Limited Area, ILA)理论的FD-D2D车载通信资源管理方案。该方案利用链路依赖度(Degree of Link Dependence, DLD)和车辆用户(Vehicle Users, VUE)的计算能力来提高簇的生存时间，减少基站的计算和带宽资源消耗。此外，该方案利用动态功率控制和复用区域映射辅助基站分配资源，削弱复用相同蜂窝链路的V-D2D(Vehicular Device-to-Device)通信链路之间以及对蜂窝链路的同频干扰，提高频谱效率。
　　其次，由于郊区基站进行车载安全相关应用多播业务所覆盖的范围远大于城市，需要的发射功率较大，而多播时信道条件最差的VUE又造成基站资源浪费，降低基站的负载能力。为了降低基站进行车载安全数据多播时的功率消耗，本文将组播技术与V-D2D通信结合，提出车载安全数据两阶段组播(Two-Stage Multicast Transmission of Vehicle Security Data , TSMT-VSD)方案。该方案的中继选择策略以节约系统总功耗为前提来确定中继选择范围，然后通过计算基站功耗最小时最优组播半径x0来选择中继车辆，降低基站的功率消耗。此外，该方案还基于中继的社会属性建立基站群体和中继群体间的非对称演化博弈模型，设计了不影响安全数据传输的中继娱乐数据发送功率动态再分配的奖惩机制，抑制中继的自私性，确保TSMT-VSD方案的可靠性。
　　最后，本文利用VISSIM软件对城市和郊区的交通环境进行建模，模拟生成实时交通流数据验证本文所提FD-D2D车载通信资源管理方案和TSMT-VSD方案的有效性。仿真结果表明：针对城市环境提出的基于HG-C和ILA理论的FD-D2D车载通信资源管理方案，大幅度的降低了基站所承担的网络拓扑管理任务，还提高了频谱的复用效率；针对郊区环境提出的基于唯一最优中继选择与奖惩机制的TSMT-VSD方案，可在保证安全数据两阶段组播可靠性的前提下，降低基站多播业务的功率消耗。