Kết luận chương 100 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU 101 Trang 6 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU,CÁC TỪ VIẾT TẮT Viết tắtThuật ngữ tiếng anhThuật ngữ tiếng việtAP Access Point Điểm truy cập ASCII A
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - Lương Tuấn Minh MƠ HÌNH HĨA VÀ PHỎNG TẠO CÁC ĐẶC TÍNH KÊNH TRUYỀN CAR TO CAR Chuyên ngành: Kỹ thuật truyền thông LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS Đỗ Trọng Tuấn Hà Nội – Năm 2014 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131993841000000 LỜI CAM ĐOAN Tôi là: Lương Tuấn Minh, số hiệu học viên: CB110878, học viên cao học lớp KTTT 01 khóa 2011B Người hướng dẫn thực hiên luận văn tốt nghiệp TS Đỗ Trọng Tuấn Tôi xin cam đoan luận văn cơng trình nghiên cứu tơi, khơng có chép hay vay mượn hình thức để hoàn thành luận văn tốt nghiệp cao học chuyên ngành Kỹ thuật truyền thông Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm nội dung luận văn trước Viện đào tạo sau đại học – Trường Đại học Bách khoa Hà nội Học viên Lương Tuấn Minh Lương Tuấn Minh – SHHV: CB110878 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU TÓM TẮT LUẬN VĂN 11 Chương 1: KHÁI QUÁT CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN TỚI TRUYỀN THÔNG CAR TO CAR 13 1.1 Giới thiệu chung truyền thông Car to Car 13 1.1.1 Khái niệm hệ thống truyền thông Car to Car 13 1.1.2 Ứng dụng hệ thống truyền thông Car to Car 14 1.1.3 Mơ hình hệ thống truyền thơng Car to Car 16 1.2 Các yếu tố thiết kế hệ thống truyền thông Car to Car 18 1.2.1 Công nghệ mạng không dây 18 1.2.2 Vấn đề mật độ 19 1.2.3 Vấn đề định tuyến 19 1.2.4 Truyền thông tin – thơng điệp 20 1.2.5 An tồn hệ thống mạng truyền thông Car to Car 20 1.3 Khái quát số khung tiêu chuẩn hệ thống truyền thông Car to Car 1.3.1 Một số hệ thống truyền liệu giao thông đường 24 24 1.3.2 Một số quy chuẩn kỹ thuật cho thiết bị vô tuyến truyền liệu tầm gần chuyên dụng (DSRC) 25 1.4 Kết luận chương 31 Lương Tuấn Minh – SHHV: CB110878 Chương 2: MƠ HÌNH CẤU TRÚC HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG CAR TO CAR 33 2.1 Ứng dụng mơ hình mạng truyền thơng Car to Car 33 2.1.1 Ứng dụng mạng vô tuyến 33 2.1.2 Ứng dụng mạng hạ tầng 34 2.1.3 Ứng dụng mạng ad-hoc (Mạng di động tùy biến) 35 2.1.4 Ứng dụng mạng MANET (MobileAd-hocNetwork) 36 2.1.5 Ứng dụng mạng VANET (VehicularAd-hocNetwork) 39 2.2 Các công nghệ truyền thông vô tuyến ứng dụng truyền thông Car to Car 42 2.2.1 Công nghệ truyền thông tầm xa xe 43 2.2.2 Công nghệ truyền thông tầm trung xe 46 2.2.3 Công nghệ truyền thông tầm ngắn xe 50 2.3 Các yêu cầu kỹ thuật hệ thống truyền thông Car to Car 52 2.3.1 Lớp vật lý (PHY) 53 2.3.2 Lớp điều khiển phương tiện MAC (Medium access control) 53 2.3.3 Lớp định tuyến (Routing) 54 2.3.4 Lớp truyền tải (Communication regimes) 55 2.3.5 Lớp ứng dụng (Applications) 2.4 Kết luận chương 58 Chương 3: KHẢO SÁT CÁC ĐẶC TÍNH KÊNH TRUYỀN CAR TO CAR 59 3.1 Mơ hình kênh vơ tuyến truyền thơng Car to Car 59 3.1.1 Mơ hình truyền sóng khơng gian tự (free space) 59 3.1.2 Mơ hình suy hao truyền sóng tia (two-ray ground) 64 Lương Tuấn Minh – SHHV: CB110878 3.1.3 Mơ hình Fading 65 3.2 Cơng nghệ truyền thông cự ly ngắn chuyên dụng (DSRC) 70 3.2.1 Ứng dụng công nghệ DSRC truyền thông Car to Car 70 3.2.2 Chuẩn truy nhập mạng vô tuyến IEEE 802.11p 71 3.3 So sánh kênh Fading 802.11a 802.11p 77 3.3.1 Giới thiệu 802.11a 802.11p 77 3.3.2 Lớp vật lý (PHY) IEEE 802.11a IEEE 802.11p 78 3.3.3 Kênh Fading IEEE 802.11p IEEE 802.11a 81 3.3.4 Mô kênh Fading 802.11a 802.11p 83 3.4 Kết luận chương 91 Chương 4: ĐỀ XUẤT TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT KÊNH TRUYỀN CAR TO CAR ỨNG DỤNG TẠI VIỆT NAM 92 4.1 Khảo sát tình hình sử dụng, quản lý thiết bị truyền liệu Car to Car dải tần 5,8 Ghz dùng công nghệ DSRC 92 4.1.1 Tình hình sử dụng thiết bị truyền liệu dải tần 5,8 GHz giới 92 4.1.2 Tình hình sử dụng thiết bị truyền liệu dải tần 5,8 GHz Việt Nam 93 4.2 Đề xuất mơ hình kênh truyền Car to Car cho Việt Nam 96 4.2.1 So sánh đặc tính kênh truyền Car to Car 96 4.2.2 Đề xuất tiêu chuẩn áp dụng cho hệ thống kênh truyền Car to Car Việt Nam 98 4.3 Kết luận chương 100 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO 102 Lương Tuấn Minh – SHHV: CB110878 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU,CÁC TỪ VIẾT TẮT Viết tắt Thuật ngữ tiếng anh Thuật ngữ tiếng việt AP Access Point Điểm truy cập ASCII American Standard Code for Information Interchange Tiêu chuẩn mã trao đổi thơng tin Hoa Kì AS/NZS Australian Standard and New Zealand Standard Tiêu chuẩn Úc Tiêu chuẩn Niu Dilân CEN European Committee for Standardization Uỷ ban Châu Âu Tiêu chuẩn hoá CPU Control Processing Unit Đơn vị xử lý trung tâm DSRC Dedicated Short Range Communications Truyền thông cự ly ngắn chuyên dụng ETSI European Telecommunication Standards Institude Viện Tiêu chuẩn Viễn thông châu Âu ETC Electronic Toll Collection Thu phí điện tử FCC Federal Communications Commission Ủy ban Truyền thông Liên bang GNSS Global Navigation Satellite System Hệ thống dẫn đường vệ tinh GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vơ tuyến gói chung GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu GPSR Greedy Perimeter Stateless Routing Định tuyến theo khoảng cách GPSRLA-MA GPSR–Load Aware –Mobility Aware Định tuyến theo khoảng cách, hiệu băng thông di chuyến IEC International Electrotechnical Commission Uỷ ban Điện tử quốc tế IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers Viện kỹ thuật Điện Điện tử Lương Tuấn Minh – SHHV: CB110878 IP Internet Protocol Giao thức lien mạng ISO International Organization for Standardization Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế ITU International Telecommunication Union Liên minh Viễn thông quốc tế ITS Intelligent Transport System Hệ thống giao thông thông minh MANET Mobile Ad-hoc Network Mạng ad-hoc khôngdây NAM Network Animator Giao diện mô OTcl Objectorien tedextension of Tcl Đối tượng mở rộng TCL PHY-TRA Physical Layer – Transport Layer Lớp vật lý – Lớp giao vận PDA Personal Digital Assistant Thiết bị số hỗ trợ cá nhân QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ RFID Radio Frequency Identification Thiết bị nhận dạng vô tuyến RLAN Radio Local Area Network Mạng LAN vô tuyến RSU Road Side Unit Thiết bị bên đường RTTT Road Transport and Traffic Telematics Viễn thông, công nghệ thông tin giao thông đường TCL Tool Command Language Ngôn ngữ thông dịch TICS Transport Information and Control Hệ thống điều khiển thông tin giao System thông UTM Universal Transverse Mercatorcoordinate system Hệ thống tọa độ toàn cầu VANET Vehicular Ad-Hoc Network Mạng xe cộ bất định WLAN Wireless Local Area Network Mạng nội không dây WAVE Wireless Acess to Vehicular Environment Truy nhập kênh vô tuyến môi trường xe Lương Tuấn Minh – SHHV: CB110878 DANH MỤC CÁC BẢNG Tên bảng Nội dung Trang Bảng 2.1 So sánh công nghệ truyền thông tầm xa cho hệ thống Car to Car 46 Bảng 2.2 So sánh công nghệ truyền thông tầm trung cho hệ thống Car to Car 49 Bảng 2.3 So sánh công nghệ truyền thông tầm ngắn cho hệ thống Car to Car 50 Bảng 2.4 Các tham số lớp vật lý (PHY) 53 Bảng 3.1 So sánh thông số PHY 802.11a 802.11p 77 Bảng 3.2 Phương án điều chế ánh xạ 802.11p 79 Bảng 3.3 So sánh thông số điều chế ánh xạ IEEE 802.11p IEEE 802.11a 81 Bảng 3.4 Danh sách mơ hình kênh mơ 84 Bảng 3.5 Thơng số mơ hình kênh mơ 84 Bảng 4.1 So sánh khác thiết bị truyền liệu tốc ðộ cao, tốc độ thấp tốc độ trung bình dải tần 5,8 GHz 94 Bảng 4.2 Ký hiệu vài loại thiết bị hãng sản xuất có Việt Nam 95 Bảng 4.3 So sánh hai hệ thống DSRC 915 MHZ 5.8 (5.9) GHZ 98 Lương Tuấn Minh – SHHV: CB110878 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Tên hình Nội dung Trang Hình 1.1 Mơ hình tổng quan hệ thống truyền thơng Car to Car 13 Hình 1.2 Ứng dụng cảnh báo tai nạn đường 15 Hình 1.3 Ứng dụng hỗ trợ lái xe lưu thông đường 15 Hình 1.4 Mơ hình mạng hệ thống truyền thơng Car to Car 16 Hình 1.5 Cấu trúc mạng hệ thống truyền thơng thơng Car to Car 17 Hình 1.6 Mô tả việc truyền thông tin xe 20 Hình 1.7 Sự cố lỗi thơng tin mạng truyền thơng Car to Car 23 Hình 1.8 Phân chia sử dụng băng tần thiết bị cự ly ngắn Mỹ 27 Hình 2.1 Mơ hình mạng khơng dây 34 Hình 2.2 Mơ hình mạng cellular 34 Hình 2.3 Mơ hình mạng adhoc 36 Hình 2.4 Mơ hình mạng MANET 37 Hình 2.5 Mơ hình mạng VANET 40 Hình 2.6 Thơng báo nguy hiểm xe bị tai nạn 41 Hinh 2.7 Các công nghệ truyền thông xe 42 Hình 2.8 Ứng dụng mạng WiMax truyền thơng Car to Car 43 Hình 2.9 Ứng dụng mạng cellular truyền thơng Car to Car 44 Hình 2.10 So sánh thông số công nghệ truyền thơng tầm xa 46 Hình 2.11 Vị trí WAVE mơ hình OSI 48 Hình 2.12 So sánh thông số công nghệ truyền thông tầm gần 50 Hình 2.13 So sánh thơng số công nghệ truyền thông cự ly ngắn 51 Lương Tuấn Minh – SHHV: CB110878 Hình 2.14 Các lớp kiến trúc truyền thơng Car to Car 52 Hình 2.15 Tính tốn diễn biến va chạm xẩy 57 Hình 3.1 Một đơn vị di động di chuyển với tốc độ v 66 Hình 3.2 Hàm truyền mơ hình tia mơ tả đặc tuyến chọn lọc tần số kênh truyền 67 Hình 3.3 Một tín hiệu fading Doppler 68 Hình 3.4 Phổ tín hiệu dịch tần Doppler 69 Hình 3.5 Ứng dụng cơng nghệ DSRC 70 Hình 3.6 Cấu trúc lớp truyền thơng DSRC 72 Hình 3.7 Minh họa mơi trường truyền dẫn đa đường tự nhiên 82 Hình 3.8 Cấu trúc mơ hình mơ 83 Hình 4.1 Biểu đồ áp dụng cơng nghệ DSRC khu vực giới 92 Hình 4.2 Khu vực ứng dụng hai loại DSRC 96 Hình 4.3 Các tiêu chuẩn DSRC giới 97