V2X通信是构成车联网及其组成载体智能网联汽车的重要技术手段。V2X通信中通信实体位置及其运动状态的时变性,给这种通信的实时性和可靠性带来了巨大的挑战。V2X通信需要时刻确保通信实体在符合接入条件的方向与网络建立连接,并稳定地传输数据。通信实体之间的角度位置关系的判断与确定,以及考虑通信实体之间角度位置关系的收发功率而建立的基于能量角度的波束成型与波束追踪机制,对于保证V2X通信实体间持续具有稳定可靠的连接具有重要的意义。目前,国内外对于V2X通信波束成型和波束追踪技术的相关研究尚不够深入。相关研究大多集中于对V2X通信制式的宏观讨论,或是对接入天线的具体设计,抑或是对接入波束成型和波束追踪单一问题的讨论,缺乏从保持通信实体间持续稳定连接的视角来审视V2X通信的方法论研究。本论文在明确毫米波对应用于V2X通信系统的适用性的基础上,首先提出了一种基于毫米波用于实现V2X通信场景下确保通信质量且高效接入的基于能量角度的波束成型理论,并定量给出波束成型的基本过程及量化评价机制,并通过仿真分析证明了所提出波束成型理论的有效性。随后针对于V2X通信的场景化需求,在上述波束成型理论的基础上,提出了一种基于能量角度的多元决策波束追踪(MDBT)方案,用以在移动体之间数据传输过程中维持稳定的实时定向连接,并通过仿真分析证明了所提出波束追踪方法的有效性和优越性。最后,针对论文所提出的波束成型与追踪相关理论,对所提出的基于毫米波的V2X通信系统波束成型与追踪方法的效果进行仿真分析、实验分析,构建了场景化的实车试验系统,并就实车实现V2X通信过程中基于能量角度混合预编码的波束成型机制,在与仿真结论进行比较的过程中证明所提出相关理论指导基于毫米波V2X通信的实用性。