BÁO HIỆU và điều KHIỂN kết nối đề tài truyền thông độ trễ thấp và độ tin cậy cực cao URLLC

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG KHOA VIỄN THÔNG I - BÁO HIỆU VÀ ĐIỀU KHIỂN KẾT NỐI Đề tài: Truyền thông độ trễ thấp độ tin cậy cực cao URLLC Giảng viên: Hoàng Trọng Minh Danh sách thành viên: Chu Anh Dũng Tống Thùy Linh Nguyễn Mạnh Dũng Nguyễn Quý Đôn khong tai duoc inbox admin nhe Mục lục Mở đầu Chương I: Khái quát URLLC: Sơ lược 5G: 2.Khái niệm URLLC: 3.Đặc điểm URLLC: 3.1: Độ trễ 3.2: Tính di động: 3.3: Độ tin cậy: Chương II: Vai trò ứng dụng URLLC: Ứng dụng URLLC kiện nhiệm vụ quan trọng 1.1 Tự động hóa cơng nghiệp 1.2 Phương tiện mặt đất, thiết bị bay khô 1.3 Tương tác xúc giác: 1.4 Thực tế ảo tăng cường thực tế ảo: 1.5 Trình chiếu video tầm nhìn thực tế ảo 1.6 Cơng nghệ chơi game đám mây AR MR: 1.7 Các trường hợp khẩn cấp, thiên tai v 1.8 Chăm sóc sức khỏe khẩn cấp: 1.9 Vận chuyển thơng minh Ứng dụng URLLC dựa yêu cầu hiệu suất 2.1 Độ tin cậy cao độ trễ thấp hơ 2.2 Độ tin cậy cao hơn, tính khả dụng ca 2.3 Độ trễ cực thấp 2.4 Định vị xác cao 2.5 Tính khả dụng cao 2.6 Sứ mệnh - Dịch vụ quan trọng khong tai duoc inbox admin nhe Công nghiệp 4.0: 3.1 Kiến trúc tự động hóa nhà máy: 3.2 Các khu vực ứng dụng: 3.3 Các trường hợp áp dụng: 3.4 Yêu cầu chất lượng Ứng Dụng URLLC điều khiển giao thông bay không người lái 4.1 Kiến trúc hệ thống UTM 4.2 Kết luận / Tài liệu tham khảo Yêu cầu cho 5G khối UTM Lời mở đầu Hạ tầng truyền thông người năm gần có bước phát triển đáng kể với nhiều công nghệ Nhưng tất nhiên kèm với đột phá cơng nghệ khó khăn việc liên kết phần tử hệ thống lại Do đó, hàng loạ t biện pháp để báo hiệu điển khiển kết nối đưa vào áp dụng cho khối làm việc này, với bật gần kết nối URLLC (Ultra-reliable low latency connection) có mặt hệ thống 5G phát triển Bài viết giải thích URLLC, phân tích vai trị tính ưu việt c hệ thống URLLC hạ tầng thông tin đưa ứng dụng thực tiễn áp dụng công nghệ khong tai duoc inbox admin nhe Truyền thông độ trễ thấp độ tin cậy cực cao URLLC Chương I: Khái quát URLLC: Sơ lược 5G: Thế hệ mạng di động thứ hệ thống không dây thứ 5- hệ công nghệ truyền thông di động sau hệ 4G, hoạt động băng tần 28, 38 60 GHz Theo nhà phát minh, mạng 5G có tốc độ nhanh khoảng 10 lần so với mạng 4G nay, mở nhiều khả hấp dẫn Mạng 5G xem chìa khóa để vào giới Mạng lưới vạn vật kết nối Internet(IoT), cảm biến yếu tố quan trọng để trích xuất liệu từ đối tượng từ môi trường Khái niệm URLLC: Được giới thiệu phát hành 3GPP 15 để giải u cầu ITU-R M.2083, truyền thơng có độ trễ siêu đáng tin cậy (URLLC) trụ cột 5G New Radio Là tính cần thiết để hỗ trợ lưới cảm biến dày đặc điểm cuối IoT, yếu tố hỗ trợ cho số trường hợp sử dụng lĩnh vực sản xuất, truyền tải lượng, vận chuyển chăm sóc sức khỏe 3.1:3Độ.Đặctrễđiểm URLLC: Báo cáo ITU-R M.2410 chia yêu cầu độ trễ thành hai phần: Độ trễ mặt phẳng người dùng: Yêu cầu tối thiểu độ trễ mặt phẳng người sử dụng 1ms Độ trễ mặt phẳng điều khiển: Yêu cầu tối thiểu mặt phẳng điều khiển 20 ms 3.2: Tính di động: Là tốc độ chuyển động trạm di động(km/h) mà đạt chất lượng dịch vụ (QoS) theo yêu cầu 5G hỗ trợ tốc đọ tối đa tramh di động lên đến 500 km/h Với yêu cầu này, người dùng thiết bị di động tàu cao tốc đảm bảo kết nối Tốc độ tàu cao tốc lớn Nhật Bản CGV Châu Âu 320 km/h Các loại di động sau định nghĩa: khong tai duoc inbox admin nhe - Đứng im : km/giờ - Đi : 0-10 km/ - Xe cộ: 10-120 km/ - Xe cộ tốc độ cao: 120-500 km/ M.2410 không cung cấp thước đo cụ thể QoS Báo cáo ITU-R M.2412 ( Hướng dẫn Đánh giá Công nghệ Giao diện Vô tuyến cho IMT-2020, Tháng 10 năm 2017) định nghĩa Qó phân phối thành cơng 99% tin nhắn vịng 10s M.2410 giải gián đoạn tính di động thời gian, khoảng thời gian ngắn hỗ trợ hệ thống mà UE khơng thể trao đổi gói máy bay người dùng với trạm gốc chuyển tiếp Yêu cầu tối thiểu cho thời gian gián đoạn di động ms Do đó, khơng bị gián đoạn dịch vụ UE di chuyển từ trạm gốc đến trạm khác 3.3: Độ tin cậy: - Mặc dù không đề cập M.2083 thông số quan trọng khác URLCC bao gồm M.2410 - Độ tin cậy định nghĩa xác suất truyền thành cơng gói lớp 2/3 phạm vi tối đa yêu cầu thời gian, thời gian cần thiết để phân phối gói liệu nhỏ từ radio giao thức Điểm xâm nhập đơn vị liệu dịch vụ (SDU) lớp 2/3 tới radio giao thức lớp 2/3 điểm SDU của10giao−5 diện vô tuyến chất lượng kênh Yêu cầu tối thiểu xác suất thành công 1-là truyền đơn vị liệu giao thức lớp 2(PDU) 32 byte vịng ms cho mơi trường thử nghiệm URLLC khong tai duoc inbox admin nhe Chương II: Vai trò ứng dụng URLLC: Ứng dụng URLLC kiện nhiệm vụ quan trọng 1.1 Tự động hóa cơng nghiệp - Ứng dụng có lẽ đón nhận nhiều quan tâm nhất, yêu cầu hỗ trợ từ URLLC nhà máy thông minh hay tự động hóa cơng nghiệp Đây ví dụ tiêu biểu ứng dụng địi hỏi chất lượng kết nối 5G vô khắt khe, liên kết chặt chẽ cảm biến, dẫn động điều khiển 1.2 Phương tiện mặt đất, thiết bị bay không người lái người máy: - Ứng dụng đề cập đến công việc điều khiển thiết bị di động người máy từ xa Những thiết bị sử dụng phổ biến ứng dụng nhà máy đồng thời triển khai nhiều khía cạnh khác, nói đến nơng nghiệp thơng minh Một lĩnh vực cụ thể ứng dụng quản lý giao thơng bay khơng người lái, nói đến mục riêng 1.3 Tương tác xúc giác: Ứng dụng đề cập tới m ức độ phản ứng định hoạt động tương tự theo tỉ lệ người Lấy ví dụ, chăm sóc sức khỏe từ xa ứng dụng chơi game yêu cầu khoảng thời gian phản hồi thấp để thuyế t phục giác quan người cảm nhận từ xúc giác, thị giác hay thính giác giống với đời thực Những trường hợp bao gồm tương tác người hệ thống, người điều khiển khơng dây đối tượng, vậ t thể thực ảo, tương tác u cầu tín hiệu điều khiển xúc giác với âm hình ảnh phản hồi Điều khiển người máy tương tác bao gồm viễn cảnh khác với rấ t nhiều ứng dụng sản xuất, chăm sóc y tế từ xa ô tô tự hành Tương tác xúc giác yêu cầ u phả n ứng thời gian thực vài mili giây Phẫu thuật từ xa, đề cập thêm chương này, có lẽ trường hợp đòi hỏi nhiều ứng dụng Bảng sau đưa thơng số KPIs điển hình ứng dụng Internet xúc giác Bảng 1: Các số hiệu suất KPIs dành cho ứng dụng Internet xúc giác: KPI Mật độ Thông lượng người dùng Độ trễ Độ khả dụng Độ tin cậy khong tai duoc inbox admin nhe tác thực tế ảo tăng cường từ xa Hình 1: Mô tả khoảng trễ cho phép dành cho hệ thống Internet xúc giác 1.4 Thực tế ảo tăng cường thực tế ảo: Thực tế ảo tăng cường thưc tế ảo có xu hướng địi hỏi cao tốc độ truyền liệu Một số trường hợp cụ thể có yêu cầu URLLC Một báo NGMN (Verticals URLLC Use Cases and Requirements, 7/2019) liệt kê ví dụ AR/VR có u cầu URLLC: cơng nhân tăng cường thực tế ảo, xem video thực tế ảo 360 độ công nghệ chơi game thực tế ảo/thực tế ảo tăng cường sử dụng điện toán đám mây - Công nhân sử dụng thực tế ảo tăng cường: Công việc áp dụng thực tế ảo tăng cường việc sử dụng công nghệ kĩ thuật số vào mơi trường cơng nghiệp để cải thiện cách thức hồn thành công việc Công việc phù hợp với tình khơng cần phải tiết kiệm chi phí hồn tồn tự động hóa nhiệm vụ, phù hợp cho việc tăng cường khả người cơng nhân Một ví dụ hay cho vấn đề nhiệm vụ sửa chữa cho vị trí thiết bị mà ta khó tiếp cận (như môi trường độc hại chẳng hạn) chuyên gia gặ p c ản trở khoảng cách di chuyển Trong trường hợp vậy, cơng nhân từ xa trang bị kính AR số giao diện giúp tương tác dành cho việc điều khiển từ xa Thông tin cảm biến từ vị trí mục tiêu từ xa dạng âm thanh, video xúc giác phản hồi cho phép người điều khiển từ xa điều khiển thiết bị truyền động vị trí mục tiêu để đạt cơng việc mong muốn Hình 2, từ báo NGMN, mô tả công việc này: khong tai duoc inbox admin nhe Hình 2: Cơng nhân sử dụng thực tế ảo tăng cường Tài liệu NGMN liệt kê dịch vụ viễn thông sau yêu cầu cho trường hợp này: * Độ trễ trình đầu cuối: 10 ms * Độ tin cậy trình đầu cuối: 99,9999% * Vị trí: Dịch vụ đặt nhà với chiều ngang xác 1m , tính khả dụng 99%, hướng phía < 10 độ, độ trễ vị trí ước tính < 15 ms dành cho việc di chuyển UE với tốc độ lên tới 10km/h * Yêu cầu khác: Các yêu cầu mức ứng dụng - Ứng dụng AR nên dễ tiếp cận tới phạm vi thông tin khác (như thông tin môi trường, sản xuất máy móc, trạng thái liên kết tại) - Luồng phát video trực tuyến hai chiều thiết bị AR server xử lý hình ảnh nên mã hóa chứng thực hệ thống 5G - Yêu cầu xử lý liệu thời gian thực Yêu cầu kiến trúc mạng 5G: - Không cần khả mở rộng động - Có tính di động mức tiêu chuẩn - Có kết nối thường xuyên - Thỏa mãn việc đưa vào điện toán biên - Yêu cầu chế bảo mật xác - Có thể u cầu phần mạng cụ thể chuyên dụng khong tai duoc inbox admin nhe 1.5 Trình chiếu video tầm nhìn thực tế ảo tồn cảnh 360 độ: Video góc nhìn 360 độ video có góc nhìn quay tồn khung cảnh xung quanh thời điểm, sử dụng camera đa hướng tổ hợp camera Ứng dụng trình chiếu giúp cho video truyền phát thời điểm quay Người dùng từ xa với kính VR quan sát nguồn phát video trực tiếp thay đổi hướng đầu, họ thấy hướng mà họ quan sát thay đổi thời gian thực Hình mơ tả việc quan sát từ xa sân vận động thông qua mạng 5G Yêu cầu độ trễ RTT ( hay gọi độ trễ motion-to-photon (MTP) ) VR thông thường đạt mức 20 ms Hình 3: Trình chiếu video tầm nhìn thực tế ảo Ta cần mở rộng thêm khái niệm độ trễ MTP, ví dụ hay cho yêu cầu giới thực hệ thống 5G Đây độ trễ chuyển động đầu người dùng thay đổi thiết bị VR mơ lại chuyển động người sử dụng Khi đầu người dùng di chuyển, khung cảnh VR nên thay đổi để khớ p với chuyển động Ở trường hợp này, độ trễ thấp quan trọng lí do: * Độ trễ MTP thấp cần thiết cho người dùng để họ cảm nhận họ giới mô Khi đầu người dùng di chuyển , khung cảnh thực tế ảo nên khớp với chuyển động Độ trễ hai hành động lâu, giới thực tế ảo trở nên khó chân thực * Độ trễ MTP cao dẫn tới trải nghiệm thực tế ảo dễ gây tượng khó chịu lẫn gây buồn nơn Khi người dùng thực việc đeo kính VR, tâm trí mong đợi hình cập nhật xác để phản ánh lại hành động Cịn việc khong tai duoc inbox admin nhe hình phản hồi lại trễ hành động người dùng, họ trải nghiệm phải phương hướng cảm giác say xe Tài liệu c NGMN liệt kê yêu cầu dịch vụ thông tin liên lạc dành cho ứng dụng này: * Thời gian khứ hồi: < 20ms * Độ tin cậy trình đầu cuối: 99,9999 % * Thông lượng cho trải nghiệm người dùng: 40 Mbps (với video có độ phân giải 4K) Gbps (Video có độ phân giải 12K, tương đương với độ phân giải 4K tivi) * Một số yêu cầu khác: - Phạm vi phủ sóng khu vực khép kín khán giả khu vực khép kín - Cần hỗ trợ đa thiết bị (3000 thiết bị /km2) khu vực - Hỗ trợ DoF với tốc độ 60 FPS DoF với tốc độ 75 FPS 1.6 Công nghệ chơi game đám mây AR MR: Một ví dụ hay vế ứng dụng VR/AR địi hỏi URLLC công nghệ chơi game đám mây AR thực tế hỗn hợp tăng cường (MR), hiểu trị chơi thời gian thực sử dụng máy tính có cấu hình tối thiểu với phần lớn phần mềm máy chủ server biên mô tả hình Kiểu dịch vụ trị chơi trực tiếp cung cấp việc phát trực tuyến theo yêu cầu trị chơi máy tính, bảng điểu khiển console thiết bị di động Do đó, người dùng khơng bắt buộc phải nâng cấp thường xuyên đối mặt với vấn đề tương thích Những trị chơi địi hỏi tương tác cao với yêu cầu chất lượng dịch vụ chặt chẽ dẫn tới cần thiết hệ thống mạng có độ trễ thấp Hình 4: Cơng nghệ trị chơi đám mây sử dụng điện tốn biên khong tai duoc inbox admin nhe - Giám sát bảo trì: Cơng việc liên quan tới cách giám sát q trình định và/hoặc tài sản mà khơng cần tác động tức vào q trình (đối lập với hệ thống điều khiển vịng kín điển hình tự động hóa nhà máy) Điều đặc biệt bao gồm ứng dụng giám sát tình trạng bảo trì có dự đốn dựa liệu cảm biến, bao gồm phân tích liệu big data dành cho việc tối ưu hóa thơng số tương lai trình cụ thể Đối với trường hợp vậy, q trình thu thập liệu thơng thường không quan trọng vấn đề độ trễ, lượng lớn cảm biến có lẽ phải kết nối với cách hiệu quả, đặc biệt nhiều cảm biến có lẽ bị hao mịn pin 3.3 Các trường hợp áp dụng: Với lĩnh vực ứng dụng chung liệt kê tới bao gồm số lượng trường hợp áp dụng cụ thể Hình 6.9, phân loại ứng dụng với trường hợp áp dụng tương ứng: Hình 9: Các khu vực ứng dụng trường hợp áp dụng tương ứng: Các trường hợp áp dụng bao gồm: - Kiểm soát chuyển động: Kiểm soát chuyển động chế phản hồi khép kín sử dụng cảm biến truyền động để kiểm soát chuyển động thiết bị phần thiết bị Chuyển động tồn thiết bị thành phần, chuyển động xoay siết chặt/nới lỏng Một điều khiển gửi tín hiệu tới dẫn động, với câu lệnh thực chuyển động định Các cảm biến thiết bị gửi lại tình trạng tín hiệu, khiến cho điều khiển khong tai duoc inbox admin nhe tiếp tục điều chỉnh tín hiệu Nói chung, kiểm sốt chuyển động có yêu cầu cao độ trễ tính khả dụng dịch vụ - Control – to – control: Trường hợp liên quan đến liên lạc hai hay nhiều điều khiển thiết bị tự động Ở có hai danh mục trường hợp sử dụng bật: + Một: Hạng mục lớn thiết bị, báo in, số điều khiển sử dụng để kiểm soát chức cụ thể thiết bị Những điều khiển thông thường kết hợp với thời điểm có yêu cầu nghiêm ngặt độ trễ, độ tin cậy tính khả dụng + Hai: Một kiểu hàng loạt cỗ máy độc lập với nhau, thực nhiệm vụ chung, xảy dây chuyển lắp ráp Một lần nũa, độ trễ, độ tin cậy, tính khả dụng lại yêu cầu nghiêm ngặt - Bảng điều khiển di động: Một bảng điều khiển di động thiết bị giống bảng thiết kế cầm tay để sử dụng để hiển thị, vận hành điều khiển robot, máy móc thiết bị cơng nghiệp khác Một vài số chúng bao gồm tính an tồn, giúp người vận hành nhanh chóng tạm dừng sửa đổi hoạt động thiết bị điều khiển để đáp ứng kiện mang tính an toàn Do mức độ quan trọng chức an toàn này, bảng điều khiển an toàn đa số có kết nối dây bắt buộc tới thiết bị chúng điều khiển Hậu quả, có nhiều bảng cho nhiều máy móc đơn vị sản xuất điển hình ta thấy nhà máy Với đường truyền URLLC không dây, việc kết nối bảng điều khiển di động với chức an toàn khơng dây hồn tồn khả thi Dẫn tới khả ứng dụng cao cho phép linh hoạt dễ dàng tái sử dụng bảng để điều khiển nhiều loại máy móc khác Nói chung, trường hợp áp dụng có yêu cầu nghiêm ngặt độ trễ, tính khả dụng dịch vụ Khu vực yêu cầu dịch vụ thường to so với kiểm soát chuyển động - Người máy di động: Một người máy di động cỗ máy lập trình để thực nhiều hoạt động, tuân theo lộ trình gán sẵn, để thực loạt nhiệm vụ Một người máy di động thực hoạt động hỗ trợ theo bước vận chuyển mặt hàng, vật liệu, thứ khác Hệ thống người máy di động đặc trưng tính linh hoạt tối đa độ động môi trường, với mức độ tự động khả nhận thức định: Chúng cảm nhận phản ứng với mơi trường xung quanh Những phương tiện dẫn tự động nhóm nhỏ danh mục AGVs xe không người lái điều khiển tự động Chúng thường sử dụng để chuyển mặt hàng vật liệu cách hiệu khu vực xác định Những người máy di động hệ thống khong tai duoc inbox admin nhe AGV bắt buộc phải thường xuyên làm việ c với thiết bị chuyên chở (cần trục, xe nâng, băng chuyền, xe tải công nghiệp) giám sát điều khiển nhiều phần tử (các cảm biế n, thiết bị truyền động) Chúng cần trao đổi liệu để bào cáo (hàng tồn kho, chuyển dịch mặt hàng lưu lượng, để truy tìm giám sát, để dự báo) Bộ kiểm soát hướng dẫ n điều khiển sóng vơ tuyến thực c ần thiết để cậ p nhật thơng tin vê q trình để tránh va chạm người máy di động, để giao công việc lái xe cho người máy di động, để quản lý giao thông người máy di động - Mạng lưới cảm biến không dây khổng lồ: Các mạng cảm biến giám sát trạng thái hành vi môi trường cụ thể Trong bối cảnh nhà máy thông minh, mạng cảm biến khơng dây giám sát q trình thiết bị, thông số tương ứng chúng Nhiều kiểu loại cảm biến khác – ví dụ micro, cảm biến CO2, cảm biến áp suất, độ ẩm, nhiệt kế - cung cấp giám sát phủ khắp toàn toàn diện 5G có tiềm đưa mạng tới mức độ cao hơn: Thơng tin liên lạc máy móc loại lớn (mMTC) kích hoạt mạng lưới cảm biến khơng dây khổng lồ, kèm với hàng triệu thiết bị có kilomet vng; kích cỡ tỉ trọng mạng lưới nhiều so với mạng lưới cảm biến không dây ngày - Truy cập bảo trì từ xa: Truy cập từ xa khả thiết lập liên hệ giao tiếp với thiết bị từ vị trí xa, thường phương tiện việc thực bảo trì từ xa Mạng lưới cơng nghiệp điển hình chia cắt khỏi Internet thương dựa giao thức cụ thể Trong Công nghiệp 4.0, thiết bị mạng lưới cơng nghiệp truy cập từ xa qua kết nối 5G, bỏ qua Internet - Thực tế ảo tăng cường: Trong môi trường nhà máy, AR cung cấp cơng nhân với trợ giúp hữu hiệu, trợ giúp phép họ trở nên thân thuộc thích nghi với nhiệm vụ mới, bảo đảm họ có thái độ làm việc hiệu quả, suất tích cực Những ví dụ ứng dụng phù hợp cho AR: + Giám sát trình quy trình sản xuất + Cung cấp hướng dẫn theo bước cho nhiệm vụ cụ thể, lắp ráp thủ công - Kiểm sốt q trình lặp khép kín: Với trường hợp áp dụng này, cảm biến phân bố toàn sở sản xuất, chúng liên tục đo thơng số điển áp suất, nhiệt độ, lưu lượng dòng chảy, giá trị pH Giá trị cảm biến phản hồi lại tới điều khiển, nơi sử dụng liệu để xác định tín hiệu gửi cho thiết bị truyền động Những ví dụ điển hình cho thiết bị truyền động van, khong tai duoc inbox admin nhe máy bơm thiết bị tạo nhiệt/máy làm mát Trường hợp áp dụng có yêu cầu nghiêm ngặt độ trễ tính khả dụng dịch vụ - Giám sát trình: Đối với trường hợp áp dụng này, cảm biến lắp đặt khắp sở sản xuất nhằm liên tục giám sát trình, điều kiện mơi trường mặt hàng cịn tồn kho Dữ liệu truyền tới hình để quan sát và/hoặc tới sở liệu để ghi lại quan sát xu hướng làm việc Dịch vụ thông tin liên lạc bắt buộc hỗ trợ lượng cảm biến lớn cung cấp độ trễ thấp lẫn tính khả dụng cao - Quản lý thiết bị vật tư: Trường hợp quan tâm đến việc bảo quản tài sản máy bơm, van, thiết bị tạo nhiệt thiết bị máy móc khác Việc phát tức cố xuống cấp tự chẩn đoán liên tục sử dụng để hỗ trợ lên kế hoạch bảo dưỡng Điều yêu cầu cảm biến cung cấp nhìn rõ ràng vào q trình điều kiện mơi trường Những cập nhật phần mềm từ xa điều chỉnh nâng cao thành phần phù hợp với với việc thay đổi điều kiện tiến công nghệ 3.4 Yêu cầu chất lượng Các yêu cầu chất lượng dành cho Công nghiệp 4.0 rộng, phụ thu ộc vào khu vực ứng dụng trường hợp áp dụng Như hình 6.12 biểu thị, tính khả dụng băng thông di động nâng cao (eMBB), mMTC, URLLC 5G yêu cầu cho mạng 5G nội dùng mơi trường cơng nghiệp Lấy ví dụ, eMBB yêu cầu cầ n thiết để hỗ trợ cac trường hợp áp dụng đòi hỏi tốc độ liệu cao, đặc biệt trường hợp đặc biệt đòi hỏi sử dụng video nhiều; mMTC hỗ trợ triển khai cảm biến quy mô khổng lồ; URLLC hỗ trợ trường hợp quan trọng việc liên quan tới sử dụng thiết bị đầu cuối cầm tay điều khiển người máy cơng nghiệp khong tai duoc inbox admin nhe Hình 10: Các yêu cầu kết nối không dây Bảng 2, đề c ập trường hợp áp dụng đòi hỏi hỗ trợ tử mạng URLLC Mục chu kỳ bảng liên quan tới thời gian cho phép hệ thống điều khiển tạo lệnh, truyền qua mạng tới cảm biến truyền động, nhận thông tin lệnh truyền thành công Độ trễ cho phép mạng phần nhỏ quỹ thời gian tổng Lấy ví dụ chu kỳ 2s, dành 500 cho truyền tải tin Bảng 3: Những yêu cầu chất lượng tự động hóa cơng nghiệp dành cho 5G: Trường hợp áp dụng (Mức cao) Kiểm soát chuyển động Máy in Người máy di động Kiểm sốt chuyển động kết Cơng cụ máy móc Máy đóng gói khong tai duoc inbox admin nhe hợp Điều khiển từ xa sử dụng video Lắp ráp rô bốt máy phay Bảng điều khiển di động với chức an toàn Cần cẩu di động Tự động hóa q trình Ứng Dụng URLLC điều khiển giao thông bay không người lái Các hệ thống tham gia vào giao thông không người lái phân vào loại: • Unamed aerial vehicle (UAV): phương tiện không người lái vận hành với khả không phụ thuộc vào điều khiển hay can thiệp trực tiếp người từ bên thiết bị • Autonomous drone: kiểu UAV tự động điểu khiển ứng dụng quản lý để vận hành thay nhận điều khiển từ người • Unamed aircraft system (UAS): ám tồn hệ thống cần thiết cho việc điều phối hoạt động UAV (bao gồm anten, cảm biến, phần mềm, nguồn điện), trung tâm điều khiển mặt đất không, liên kết để liên lạc mạng UAS dùng vào nhiều mục đích có giám sát sở hạ tầng, hoạt động nơng nghiệ p với độ xác cao, an tồn cơng cộng, tìm kiếm cứu hộ, cứu nạ n thảm họa, quan sát dự báo thời tiết, vận chuyển hàng hóa Từ mà nhu cầu ngày tăng hệ thống thường hoạt động qua phương tiện không máy by, trực thăng, tàu lượn, bóng bay loại dù, vực không gian thuộc sân bay theo tuyến hàng không thương mại Một điều cần lưu ý hoạt động UAS nằm vùng trời kiểm soát Việc đảm bảo hoạt động UAS vùng trời kiểm soát ngày khó khăn di gia tăng tập thể UAS nhỏ dùng cho thương mại giải trí Ví dụ Mỹ, dự án FFA ước lượng tổng số UAS lên tới 2,5 triệu vào năm 2024 [FFA20a] Để đảm bảo an toàn, FFA triển khai hệ thống kiểm sốt giao thơng cho UAS khong tai duoc inbox admin nhe hay UAS Traffic Management (UTM) EUROCONTROL phát triển hệ thống tương tự [UERO18] Hệ thống UTM ví dụ tốt cho việc dụng URLLC vào hệ thống không người lái 4.1 Kiến trúc hệ thống UTM Hình 11 minh họa hệ thống tổng quan UTM Hệ thống tổng quan chi tiếp tác nhân thành phần, cách chúng tương tác, đồng thời tác vụ luồng thông tin bậc cao Đường nét đứt dọc thể đường ranh giới FFA sở hạ tầng, dịch vụ thực thể tương tác phần UTM: Hình 11: Hệ thống điều khiển giao thông bay không người lái Những yếu tố hệ thống bao gồm: Hệ thống quản lý thông tin chuyến bay (FIMS): FIMS hỗ trợ trao đổi thông tin thành phàn FAA UTM FIMS cho phép trao đổi liệu ràng buộc FAA mạng USS (hệ thống cung cấ p dịch vụ cho UAS) FAA giao diện làm kết nối thông tin cho hoạt động UTM diễn khong tai duoc inbox admin nhe Hệ thống cung c ấp dịch vụ cho UAS (USS): Hệ thống USS đưa hỗ trợ để đảm bảo an tồn hoạt động khơng Các tổ chức hỗ trợ không không thiế t phải điều khiển UAS hoạt động tách riêng khỏi mục đích người điểu khiển UAS Các USS chia thông tin hoạt động để đảm bảo an tịa khơng giúp tránh tai nạn giao thơng ngồi ý muốn Mạng lưới USS: mạng hình thành bới liên kết từ nhiều USS khu vực hay vùng, trao đổi thông tin thay cho người vận hành đăng ký Mạng USS chia thông tin liên quan tới việc vận hành, vùng trời hoạt động số thông tin liên quan khác để đảm bảo bên có đủ thơng tin cần thiết cho an tồn Hệ thống cung c ấp thông tin bổ sung (SDSP): Các nhà điểu khiển truy cập SDSP cho thơng tin thiếu yếu nâng cao địa hình, chướng ngại vật, thời tiết thông tin ràng buộc An tồn cơng c ộng: Các thành phần an tồn cơng cộng trao quyền truy cập liệu hoạt động UTM cách để đảm bảo an toàn cho người mặt đất cơng trình xung quanh Truy cập cơng cộng: người xem thơng tin xem cần công khai Nhà điều hành UAS: để người điều hành UAS giải trí thương mại Bảng 4: Thống kê công việc nhà điều hành UAS, USS, FAA khối UTM Chức Phân chia Né tránh nguy hiểm / địa hình Trạng thái Tham mưu chuyến bay khong tai duoc inbox admin nhe Lên kế hoạch, mục đích ủy quyền ✓ = Primary Responsibility S = Support VLOS = Visual Line of Sight BVLOS = Beyond Visual Line of Sight UAS = Unmanned Aircraft System USS = UAS service supplier 4.2 Yêu cầu cho 5G khối UTM 3GPP công bố yêu cầu hiệu suất cho UTM TS22.125 (Technical Specification Group Services and System Aspect; Unamed Aerial System (UAS) Support in 3GPP, September 2020) Hình 6.14 mổ tả điều kiện hoạt đọng dạng hình ảnh khong tai duoc inbox admin nhe Hình 12: Mẫu UAS hệ sinh thái 5G Liên kết điều khiển lệnh (C2) gửi gói liệu với tin C2 cho hoạt động UAV từ khiển UTM Một UAS bao gồm điều khiển UAV hay nhiề UAV Các UAV giao tiếp thông qua mạng di động 5G Một UAV điều khiển thơng qua mạng 5G Giao tiếp C2 c ó thể bảo gồm video cần thiết cho việc điểu khiển UAV Các tin C2 trao đổi từ điều khiển UAV, UTM hai không cần liên tục Điều khiển UAV UTM gửi tin gần lúc với ưu tiên khác Những nhiệm vụ giám sát trao đổi cần thiết thêm phụ Một UAV điều khiển bở i điều khiển nằm hộ thống 5G, dùng giao diện C2 không nằm phạm vi 3GPP UAS trao thổi thông tin ứng dụng cho UTM Điều bao gồm đường giao thông liên quan tới dịch vụ UTM hỗ trợ hoạt động UAS định vị, thông tin thiết bị, bảo mật, cách vân hành quy động quản lý hoạt động UAS Bảng 5: cho KPI định nghĩa TS 22.125 cho dịch vụ dùng ứng Dụng UAV Độ trễ không cần minh bạch xác trường hợp dùng URLLC khác lược thông tin truyền yêu cầu lại đáng kể khong tai duoc inbox admin nhe Dịch vụ Phát trực tiếp video 8k Vẽ đồ laser, video HD 4x4k giám sát AI Điều khiển UAV từ xa qua HD video Video thời gian thực Phát video Ảnh tĩnh theo chu kỳ Bảng 6: cho KPI định nghĩa TS 22.125 cho giao tiếp C2 Bảng cho chế độ điều khiển khác KPI chúng hay sử dụng Chế độ điều khiển Hướng đến điểm tham chiếu Thanh đạo trực tiếp Chuyến bay tự động sử dụng UTM Tiếp cận sở hạ tầng tự động định vị khong tai duoc inbox admin nhe Các chế độ bao gồm: Lái tới điể m trung gian: Dữ liệu gửi đến điểm trung gian đường bay UAV Một điểm trung gian định tuyến đường di chuyển, điểm đỗ, dừng điểm mà tuyến đường thay đổi Thường dùng C2 trực tiếp C2 qua network link Điều khiển lái trực tiếp: D ữ liệu gửi thông tin điều khiển từ người lái nhận lạ i thơng tin video truyền lại để hỗ trợ Chế độ dùng C2 trực tiếp C2 qua network link Tự động bay qua UTM: Dữ liệu gửi thông tin bay lập trước từ UTM tới UAV sau UAV bay với thông báo định vị thường xuyên Chế độ dùng hệ thống giao tiếp C2 điều phối UTM Bán tự động qua sở hạ tầng: Dữ liệu gửi tới bao gồm vị trí điểm trung gian, độ cao, tốc độ định sẵn từ UTM tới UAV Khi UAV cất cánh hạ cánh, UTM điề u phối kỹ sở hạ tầng định vị tự động (vertiport, packet distribution center) Chế độ dùng giao tiếp C2 điều phối UTM Tổng quát lại bảng cho thấy minh bạch độ trễ di động, đồng thời thiếu yếu độ tin cậy cao Bảng 7: cho KPI đinh nghĩa TS 23.125 cho trường hợp mà video từ UAV dùng để kiểm soát Yêu cầu tốc độ truyền, độ trễ độ tin cậy minh bạch: Trường hợp VLOS BVLOS Từ trình bày trên, ta thấy quan hệ thống URLLC áp dụng vào vấn đề liên lạc thực tiễn quan trọng Cùng lúc đó, nhận mạnh việc phát triển hạ tầng 5G tương lai bước đắn để người bước vào kỷ nguyên mới: thời đại công nghiệp 4.0 Nguồn tham khảo: A Comprehensive Introduction 5G (2021) - Dr William Stallings khong tai duoc inbox admin nhe ... Vận chuyển thông minh Ứng dụng URLLC dựa yêu cầu hiệu suất 2.1 Độ tin cậy cao độ trễ thấp hơ 2.2 Độ tin cậy cao hơn, tính khả dụng ca 2.3 Độ trễ cực thấp 2.4 Định vị xác cao 2.5... trợ thông tin liên lạc quan trọng nhiều lĩnh vực khác Báo cáo xác định nhóm trường hợp sử dụng sau lĩnh vực truyền thông quan trọng: • • thấp • • • Độ tin cậy cao độ trễ thấp Độ tin cậy cao hơn,... thích URLLC, phân tích vai trị tính ưu việt c hệ thống URLLC hạ tầng thông tin đưa ứng dụng thực tiễn áp dụng công nghệ khong tai duoc inbox admin nhe Truyền thông độ trễ thấp độ tin cậy cực cao URLLC