ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẢI THIỆN THÔNG LƯỢNG TRONG GIAO TIẾP XE CỘ BẰNG CÁCH SỬ DỤNG MÃ KIỂM TRA CHẴN LẺ MẬT ĐỘ THẤP (LDPC)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẢI THIỆN THÔNG LƯỢNG TRONG GIAO TIẾP XE CỘ BẰNG CÁCH SỬ DỤNG MÃ KIỂM TRA CHẴN LẺ MẬT ĐỘ THẤP (LDPC) NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG Sinh viên: Huỳnh Mạnh Cường MSSV: 20161167 Nguyễn Thuận Tín MSSV: 20161269 TP HỒ CHÍ MINH – 0?2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẢI THIỆN THÔNG LƯỢNG TRONG GIAO TIẾP XE CỘ BẰNG CÁCH SỬ DỤNG MÃ KIỂM TRA CHẴN LẺ MẬT ĐỘ THẤP (LDPC) NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG Sinh viên: HUỲNH MẠNH CƯỜNG MSSV: 20161167 NGUYỄN THUẬN TÍN MSSV: 20161269 Hướng dẫn: TS ĐỖ DUY TÂN TP HỒ CHÍ MINH – 6/2023 BẢN NHẬN XÉT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên hướng dẫn) Đề tài: Cải thiện thông lượng trong giao tiếp xe cộ bằng cách sử dụng mã kiểm tra chẵn lẻ mật độ thấp (LDPC) Sinh viên: + Huỳnh Mạnh Cường MSSV: 20161167 + Nguyễn Thuận Tín MSSV: 20161269 Hướng dẫn: TS Đỗ Duy Tân Nhận xét bao gồm các nội dung sau đây: 1 Tính hợp lý trong cách đặt vấn đề và giải quyết vấn đề; ý nghĩa khoa học và thực tiễn: Đặt vấn đề rõ ràng, mục tiêu cụ thể; đề tài có tính mới, cấp thiết; đề tài có khả năng ứng dụng, tính sáng tạo Đặt vấn đề rõ ràng, mục tiêu cụ thể 2 Phương pháp thực hiện/ phân tích/ thiết kế: Phương pháp hợp lý và tin cậy dựa trên cơ sở lý thuyết; có phân tích và đánh giá phù hợp; có tính mới và tính sáng tạo Phương pháp thực hiện, thiết kế hợp lý 3 Kết quả thực hiện/ phân tích và đánh giá kết quả/ kiểm định thiết kế: Phù hợp với mục tiêu đề tài; phân tích và đánh giá / kiểm thử thiết kế hợp lý; có tính sáng tạo/ kiểm định chặt chẽ và đảm bảo độ tin cậy Kết quả thực hiện phù hợp với mục tiêu đề ra 4 Kết luận và đề xuất: Kết luận phù hợp với cách đặt vấn đề, đề xuất mang tính cải tiến và thực tiễn; kết luận có đóng góp mới mẻ, đề xuất sáng tạo và thuyết phục Kết luận phù hợp 5 Hình thức trình bày và bố cục báo cáo: Văn phong nhất quán, bố cục hợp lý, cấu trúc rõ ràng, đúng định dạng mẫu; có tính hấp dẫn, thể hiện năng lực tốt, văn bản trau chuốt Văn phong nhất quán, bố cục hợp lý 6 Kỹ năng chuyên nghiệp và tính sáng tạo: Thể hiện các kỹ năng giao tiếp, kỹ năng làm việc nhóm, và các kỹ năng chuyên nghiệp khác trong việc thực hiện đề tài Có kỹ năng làm việc nhóm 7 Tài liệu trích dẫn Tính trung thực trong việc trích dẫn tài liệu tham khảo; tính phù hợp của các tài liệu trích dẫn; trích dẫn theo đúng chỉ dẫn APA Tài liệu trích dẫn phù hợp 8 Đánh giá về sự trùng lặp của đề tài Cần khẳng định đề tài có trùng lặp hay không? Nếu có, đề nghị ghi rõ mức độ, tên đề tài, nơi công bố, năm công bố của đề tài đã công bố Chưa phát hiện sự trùng lặp với các đề tài khác 9 Những nhược điểm và thiếu sót, những điểm cần được bổ sung và chỉnh sửa* Bổ sung tài liệu tham khảo liên quan Giải thích rõ hơn các hình kết quả mô phỏng 10 Nhận xét tinh thần, thái độ học tập, nghiên cứu của sinh viên SV có tinh thần, thái độ học tập và làm việc tốt Đề nghị của giảng viên hướng dẫn Ghi rõ: “Báo cáo đạt/ không đạt yêu cầu của một khóa luận tốt nghiệp kỹ sư, và được phép/ không được phép bảo vệ khóa luận tốt nghiệp” Báo cáo đạt yêu cầu của một KLTN kỹ sư và được phép bảo vệ KLTN Tp HCM, ngày tháng , năm 2024 Người nhận xét (Ký và ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Trong quá trình hoàn thành luận văn tốt nghiệp, chúng tôi muốn gửi lời cảm ơn đến những người đã hỗ trợ và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và viết luận văn Đầu tiên, chúng tôi muốn cảm ơn giáo viên hướng dẫn luận văn, TS Đỗ Duy Tân, đã cho chúng tôi sự hỗ trợ và chỉ dẫn quan trọng trong quá trình viết luận văn Chúng tôi rất biết ơn sự giúp đỡ và chỉ dẫn của các giảng viên khoa Điện - Điện tử đã truyền dạy các kiến thức nền tảng trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu Đồng thời, cho chúng tôi xin gửi lời cảm ơn đến quý Thầy Cô trong hội đồng bảo vệ, đã dành thời gian để đánh giá bài luận văn tốt nghiệp của chúng tôi, chỉ ra các ưu nhược điểm, cũng như các vấn đề thiếu sót trong đề tài này Bên cạnh đó, chúng tôi cũng muốn gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè, các anh chị đồng nghiệp và những người thân yêu đã luôn bên cạnh để sẻ chia, động viên và hỗ trợ chúng tôi trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp này Nhận thấy còn nhiều hạn chế về kiến thức, thời gian và công cụ thực hiện, dẫn đến quá trình làm đồ án không thể tránh khỏi những sai sót Vì vậy, chúng tôi kính mong nhận được sự thông cảm, cũng như những đánh giá và góp ý của quý Thầy Cô để đề tài của chúng tôi được hoàn thiện một cách tốt nhất và phát triển trong tương lai Xin trân trọng cảm ơn! i TÓM TẮT Luận văn này tập trung vào việc nghiên cứu và cải thiện thông lượng của truyền thông xe cộ V2X thông qua các tiêu chuẩn LDPC code, DSRC và MIMO Triển khai và đánh giá hệ thống thông qua MATLAB so sánh tỷ lệ lỗi bit (BER) và tăng thông lượng qua các tiêu chuẩn trên Trong thời đại công nghệ ngày nay, giao tiếp xe cộ đang trở thành một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng, đặc biệt là với sự phát triển nhanh chóng của các công nghệ tự động lái và các ứng dụng thông minh trong giao thông Sự kết hợp giữa an toàn giao thông và trải nghiệm người dùng thông qua giao tiếp xe cộ đặt ra những thách thức và cơ hội mới Nghiên cứu hiện nay tập trung vào việc kết hợp các phương pháp mã hóa hiện đại như LDPC với các kỹ thuật truyền thông và kỹ thuật số mới nhất, như Multiple Input Multiple Output (MIMO) Điều này giúp tối ưu hóa hiệu suất truyền thông và đồng thời giảm tỷ lệ lỗi, đặt ra cơ hội lớn để cải thiện khả năng đáp ứng và an toàn trong giao thông Luận văn trình bày việc đề xuất một lớp vật lý DSRC (DSRC PHY) đưa dữ liệu đầu vào từ phía máy phát, sử dụng các mã thông thường DSRC hoặc mã LDPC để kiểm tra tính chẵn lẽ, thông qua khối FEC chuyển đổi các bit dữ liệu thành các bit từ mã bằng sơ đồ mã hóa kèm với tốc độ được chỉ định Từ đó tỷ lệ lỗi bit tăng hay giảm phụ thuộc vào sơ đồ mã hóa Sau khi mã hóa thì sẽ chuyển sang quá trình điều chế và giải mã, các phần điều chế đó sẽ được truyền qua môi trường không khí Còn lại ở phía máy thu các kỹ thuật giải điều chế tín và giải mã tương tự được áp dụng cho dữ liệu nhận được để có dữ liệu được truyền gần đúng nhất Bên cạnh đó, luận văn này cũng đề cập đến các hạn chế và hướng phát triển tiềm năng của thiết kế Sự phát triển không ngừng của công nghệ và yêu cầu truyền dẫn dữ liệu ngày càng cao đặt ra nhiều thách thức và cơ hội cho việc nghiên cứu ii CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 Giới thiệu tình hình nghiên cứu hiện nay Trong thời đại công nghệ ngày nay, giao tiếp xe cộ đang trở thành một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng, đặc biệt là với sự phát triển nhanh chóng của các công nghệ tự động lái và các ứng dụng thông minh trong giao thông Sự kết hợp giữa an toàn giao thông và trải nghiệm người dùng thông qua giao tiếp xe cộ đặt ra những thách thức và cơ hội mới Nghiên cứu hiện nay tập trung vào việc kết hợp các phương pháp mã hóa hiện đại như LDPC với các kỹ thuật truyền thông và kỹ thuật số mới nhất, như Multiple Input Multiple Output (MIMO) Điều này giúp tối ưu hóa hiệu suất truyền thông và đồng thời giảm tỷ lệ lỗi, đặt ra cơ hội lớn để cải thiện khả năng đáp ứng và an toàn trong giao thông Với sự tiên tiến của công nghệ hiện đại đang mở ra một hướng mới trong nghiên cứu về truyền thông xe cộ, hứa hẹn đóng góp tích cực vào việc hiểu biết và áp dụng các giải pháp tiên tiến để nâng cao hiệu suất và an toàn trong môi trường giao thông động 1.2 Tính cấp thiết của đề tài Đề tài "Cải Thiện Thông Lượng trong Giao Tiếp Xe Cộ Bằng Cách Sử Dụng Mã Kiểm Tra Chẵn Lẻ Mật Độ Thấp (LDPC)" mang tính cấp thiết cao đối với sự phát triển của môi trường giao thông hiện đại Trong bối cảnh các công nghệ mới ngày càng phổ biến trong các phương tiện, giao tiếp xe cộ trở nên quan trọng hơn bao giờ hết Môi trường giao thông ngày nay đặt ra những thách thức khi các xe tự động và có khả năng tương tác ngày càng phổ biến hơn Với sự tiến bộ của công nghệ, giao tiếp xe cộ không chỉ là vấn đề về an toàn giao thông mà còn liên quan đến chất lượng dịch vụ và hiệu suất truyền thông Sự chuyển iii động và phức tạp của điều kiện đường và tốc độ phát triển của các phương tiện tự động đặt ra yêu cầu cao về khả năng truyền thông dữ liệu chính xác và hiệu quả Mã Kiểm Tra Chẵn Lẻ Mật Độ Thấp (LDPC) đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện hiệu suất giao tiếp Khả năng của LDPC Code trong việc giảm tỷ lệ lỗi bit (BER) cùng với khả năng truyền tải dữ liệu ổn định tạo ra một cơ sở truyền thông mạnh mẽ cho việc nghiên cứu và ứng dụng trong lĩnh vực giao tiếp xe cộ Đặc biệt, tích hợp LDPC Code vào tiêu chuẩn giao tiếp vô tuyến cho môi trường xe cộ (WAVE) được hỗ trợ bởi Dedicated Short-Range Communication (DSRC) mang lại kết quả thử nghiệm tích cực Phương pháp đề xuất không chỉ cải thiện thông lượng truyền tải mà còn duy trì mức tỉ lệ lỗi bit (BER) thấp hơn so với phương pháp hiện tại Điều này mở ra cơ hội cho việc phát triển hệ thống giao thông thông minh và đóng góp tích cực vào sự tiến bộ của môi trường giao thông trong thời đại mới 1.3 Mục tiêu nghiên cứu Đề tài "Cải Thiện Thông Lượng trong Giao Tiếp Xe Cộ Bằng Cách Sử Dụng Mã Kiểm Tra Chẵn Lẻ Mật Độ Thấp (LDPC)" nhằm đặt ra mục tiêu quan trọng là tối ưu hóa hiệu suất truyền thông trong môi trường động và không dự đoán được của môi trường giao thông Mục đích chính của nghiên cứu là giảm thiểu tỷ lệ lỗi bit (BER) và cải thiện thông lượng dữ liệu truyền tải giữa các phương tiện và cơ sở hạ tầng Nghiên cứu tập trung vào tích hợp hai công nghệ chính là Low Density Parity Check (LDPC) Code và Multiple Input Multiple Output (MIMO) để tận dụng sức mạnh của cả hai trong việc cung cấp hiệu suất truyền thông ổn định, đáng tin cậy và giảm thiểu tỷ lệ lỗi bit (BER) trong hiệu suất truyền thông Điều này sẽ giúp tối ưu hóa quá trình truyền thông giữa các đối tượng giao tiếp, đặc biệt là trong môi trường giao thông phức tạp Nghiên cứu cũng nhấn mạnh vào ứng dụng các kết quả nghiên cứu vào tiêu chuẩn giao tiếp vô tuyến, đặc biệt là trong môi trường xe cộ, được hỗ trợ bởi công nghệ iv Dedicated Short-Range Communication (DSRC) Mục tiêu cuối cùng của đề tài là đo lường và đánh giá hiệu suất thực tế của phương pháp cải thiện thông lượng trong các điều kiện môi trường thực tế và động Điều này sẽ đóng góp vào việc phát triển các giải pháp giao tiếp xe cộ tiên tiến và đáng tin cậy cho tương lai 1.4 Nhiệm vụ nghiên cứu Trong đề tài cải thiện thông lượng trong giao tiếp xe cộ bằng cách sử dụng mã kiểm tra chẵn lẻ mật độ thấp (LDPC) này, các nhiệm vụ cơ bản phải thực hiện được là: - Trình bày rõ các lý thuyết có liên quan - Cải thiện lỗi, thông lượng trong giao tiếp xe cộ bằng cách sử dụng mã chẵn lẻ LDPC - Giao tiếp giữa xe với cơ sở hạ tầng (V2I), xe với xe (V2V) - Trình bày về tiêu chuẩn mã thông thường (DSRC) - Sử dụng LDPC và MIMO (2x2 và 4x4) trong giao tiếp V2X - Trình bày các đánh giá hiệu năng của hệ thống 1.5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là cải thiện thông lượng và kiểm tra tỷ lệ lỗi bit (BER) trong truyền thông xe cộ (V2X), PLD Code, DSRC và MIMO Phạm vi nghiên cứu là sử dụng ngôn ngữ MATLAB, kiểm tra và đánh giá thông lượng, tỷ lệ lỗi bit (BER) thông qua trình mô phỏng, kết hợp sử dụng các tiêu chuẩn LDPC code, MIMO để hỗ trợ 1.6 Phương ṕháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu của đề tài này sẽ dựa trên các bước sau: v - Tìm hiểu về truyền thông xe cộ V2X: Bước này sẽ bao gồm tìm hiểu về các tài liệu và nguồn tham khảo liên quan đến truyền thông xe cộ (V2X, V2I, V2V) bao gồm các bài báo, sách và tài liệu trực tuyến - Tìm hiểu về LDPC code: Bước này sẽ bao gồm tìm hiểu về mã LDPC, ma trận chẵn lẻ, lỗi, thông lượng LDPC code trong môi trường truyền thông xe cộ (V2X), bao gồm việc chọn và sử dụng các thành phần phù hợp và xác định các tham số cần thiết cho việc hoạt động của sơ đồ DSRC PHY - Tìm hiểu về tiêu chuẩn DSRC, MIMO 2x2, 4x4: Bước này sẽ bao gồm tìm hiểu về DSRC thông qua các tài liệu, tạp chí, paper - Mô phỏng so sánh BER( Tỷ lệ lỗi Bit): Bước này sẽ bao gồm việc sử dụng các công cụ mô phỏng để xác định phổ, dữ liệu và phân tích kết quả mô phỏng thông qua MIMO 2x2, MIMO 4x4, DSRC thông thường, - Mô phỏng so sánh thông lượng tích lũy cấu hình: Bước này sẽ bao gồm việc sử dụng các công cụ mô phỏng để xác định phổ, dữ liệu và phân tích kết quả mô phỏng thông qua MIMO 2x2, MIMO 4x4, DSRC thông thường, - Đánh giá hiệu suất mô phỏng: Bước này sẽ bao gồm đánh giá hiệu suất và so sánh với các giải pháp tương tự trong các chế độ mã hóa (1/2,1/3,3/4, ) 1.7 Bố cục của Đồ án (Trình bày vắn tắt các chương) Chương 1: Tổng quan đề tài Giới thiệu chung về đề tài nghiên cứu, nêu ra một số vấn đề trong thực tế, từ đó xác định được nội dung nghiên cứu, giới hạn và đối tượng nghiên cứu, cuối cùng đánh giá tình hình các nghiên cứu liên quan và đưa ra lý do chọn đề tài Chương 2: Cơ sở lý thuyết Giới thiệu tổng quan các lý thuyết có liên quan như: LDPC code, DSRC, MIMO 2x2, MIMO 4x4, thông lượng và tỷ lệ lỗi bit (BER),… vi hoặc hành vi nguy hiểm Với sự kết hợp giữa V2I và các yếu tố khác như Vehicle-to-Vehicle (V2V) và Vehicle-to-Everything (V2X), hệ thống giao thông thông minh có khả năng cung cấp thông tin và dịch vụ hiệu quả, cải thiện an toàn và hiệu suất giao thông 2.1.3 Giao Tiếp Giữa Xe Với Xe (V2V) Vehicle-to-Vehicle (V2V) là một khái niệm trong lĩnh vực giao thông thông minh, đề cập đến khả năng giao tiếp trực tiếp giữa các phương tiện di động Trong môi trường V2V, các phương tiện có khả năng truyền và nhận thông tin với nhau để cảnh báo về tình trạng giao thông, nguy cơ va chạm, và các sự kiện khẩn cấp Giao tiếp V2V thường sử dụng các công nghệ truyền thông không dây, như Wi-Fi hoặc các tiêu chuẩn liên quan khác Dưới đây là một bảng mô tả về Vehicle-to-Vehicle (V2V) và ứng dụng của nó trong lĩnh vực giao thông thông minh: Bảng 3: Ứng dụng của V2V trong lĩnh vực giao thông Ứng dụng Mô Tả - Phương tiện có khả năng cảnh báo về tình trạng Cảnh Báo Nguy Cơ giao thông, đặc biệt là các tình huống nguy hiểm như Hỗ Trợ Lái Xe Tự Động phanh đột ngột hoặc xe khác trong tầm nhìn gần Tích Hợp Với Hệ Thống - Cung cấp thông tin về tốc độ, hướng đi và các Giao Thông Tự Động điểm mù cho hệ thống lái xe tự động, tăng cường khả Cảnh Báo Kẹt Xe và Ùn Tắc năng quyết định của nó - Hỗ trợ tích hợp với hệ thống giao thông tự động Tránh Va Chạm và Tai Nạn để cải thiện hiệu suất và an toàn - Phương tiện có thể cảnh báo về ùn tắc giao Thông Tin Giao Thông thông và giúp quản lý luồng giao thông - Cảnh báo về nguy cơ va chạm và hỗ trợ lái xe trong việc tránh tai nạn - Cung cấp thông tin giao thông thời gian thực x Thời Gian Thực giữa các phương tiện để lựa chọn lộ trình tối ưu V2V đóng vai trò quan trọng trong việc tăng cường an toàn giao thông và cải thiện hiệu suất di chuyển, đặc biệt là khi số lượng phương tiện tự động tăng lên 2.1.4 Thách Thức và Hạn Chế Trong Môi Trường Di Động Trong môi trường di động, đặc biệt là trong lĩnh vực giao thông thông minh và mạng di động, có nhiều thách thức và hạn chế cần được xem xét để hiệu quả triển khai các giải pháp kỹ thuật Dưới đây là một số thách thức và hạn chế chính: 1 Năng Suất và Băng Thông Hạn Chế: - Thách Thức: Các mạng di động đang phải đối mặt với sự tăng đột biến trong lưu lượng dữ liệu do sự phổ cập của thiết bị thông minh và Internet of Things (IoT) - Hạn Chế: Năng suất và băng thông có thể bị giới hạn, gây ra tắc nghẽn trong truyền tải dữ liệu và làm giảm hiệu suất của các ứng dụng 2 Bảo Mật và Quản Lý Rủi Ro: - Thách Thức: Môi trường di động tăng cường rủi ro về an ninh, từ việc truyền dữ liệu qua mạng không an toàn đến việc bảo vệ các thiết bị và hệ thống trước các mối đe dọa - Hạn Chế: Cần phải xây dựng và duy trì các biện pháp bảo mật mạnh mẽ để ngăn chặn sự xâm nhập, lừa đảo, và bảo vệ thông tin cá nhân 3 Quản Lý Tài Nguyên Năng Lượng: - Thách Thức: Thiết bị di động thường có nguồn điện hạn chế, đặc biệt là trong các ứng dụng di động và IoT - Hạn Chế: Cần phải tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng và phát triển các giải pháp tiết kiệm năng lượng để gia tăng tuổi thọ pin và giảm tác động môi trường 4 Khả Năng Mở Rộng: - Thách Thức: Sự gia tăng đột biến trong số lượng thiết bị và người dùng đặt ra thách thức về khả năng mở rộng cho cả hạ tầng và dịch vụ mạng - Hạn Chế: Cần có khả năng mở rộng linh hoạt để đáp ứng nhu cầu tăng cao mà không làm giảm chất lượng dịch vụ 5 Quản Lý Tương Tác Hệ Thống: xi - Thách Thức: Sự tương tác giữa các thành phần hệ thống, từ thiết bị đến ứng dụng và hạ tầng, đòi hỏi quản lý hiệu quả để đảm bảo tính tương thích và hiệu suất - Hạn Chế: Phải xây dựng các cơ sở hạ tầng quản lý tương tác và hệ thống giám sát để theo dõi và điều khiển các thành phần một cách hiệu quả Nhận diện và đối mặt với những thách thức và hạn chế này là quan trọng để phát triển và triển khai hiệu quả các giải pháp trong môi trường di động 2.2 Mã Kiểm Tra Chẵn Lẻ Mật Độ Thấp (LDPC) trong Truyền Thông Xe Cộ 2.2.1 Định Nghĩa và Nguyên Tắc Hoạt Động của LDPC Code LDPC (Low-Density Parity-Check) là một loại mã kiểm tra nội dung (error- checking code) được sử dụng trong truyền thông số và lưu trữ dữ liệu Mã LDPC được thiết kế để phát hiện và sửa lỗi trong quá trình truyền dẫn hoặc lưu trữ thông tin Định Nghĩa: Mã LDPC là một dạng của mã kiểm tra nội dung, trong đó, các bit kiểm tra (parity-check bits) được sử dụng để kiểm tra tính đúng đắn của các bit dữ liệu Nguyên Tắc Hoạt Động:  Ma Trận Kiểm Tra (Check Matrix): Mã LDPC được mô tả thông qua một ma trận kiểm tra, trong đó, mỗi hàng của ma trận thể hiện một phép kiểm tra Mỗi cột của ma trận tương ứng với một bit trong dãy dữ liệu cần được kiểm tra  Kiểm Tra Parity (Parity Checks): Mỗi phép kiểm tra trong mã LDPC yêu cầu tổng số lẻ các bit dữ liệu tương ứng phải là một giá trị cố định Nếu tổng không đúng, một lỗi đã xảy ra  Giải Mã: Quá trình giải mã LDPC bao gồm việc sử dụng thuật toán giải mã như thuật toán min-sum hoặc sum-product algorithm Thuật toán này thực hiện việc điều chỉnh các bit dữ liệu để đảm bảo rằng các phép kiểm tra được thực hiện đúng  Phát Hiện và Sửa Lỗi: Dựa trên kết quả của các phép kiểm tra, mã LDPC có thể phát hiện và thậm chí sửa lỗi dữ liệu Sự chính xác của quá trình này phụ thuộc vào tỉ lệ lỗi trong dữ liệu và thiết kế cụ thể của mã LDPC xii Mã LDPC được sử dụng rộng rãi trong các tiêu chuẩn truyền thông và lưu trữ như Wi-Fi, 5G, DVB-S2, và các ứng dụng lưu trữ trên đĩa cứng, bởi vì chúng có khả năng cung cấp hiệu suất tốt và khả năng phục hồi lỗi cao 2.2.2 Ưu Điểm và Ứng Dụng Của LDPC Code trong Truyền Thông Xe Cộ Ưu Điểm của LDPC Code trong Truyền Thông Xe Cộ:  Hiệu Suất Giải Mã Cao: LDPC code có khả năng cung cấp hiệu suất giải mã rất tốt Điều này là quan trọng trong truyền thông xe cộ, nơi độ tin cậy và chất lượng kết nối đóng vai trò quan trọng  Tính Hiệu Quả Năng Lượng: LDPC code thường có khả năng tiết kiệm năng lượng tốt, điều này quan trọng trong môi trường xe cộ khi nguồn năng lượng thường có hạn, đặc biệt là đối với các thiết bị di động như cảm biến và bộ điều khiển  Khả Năng Điều Chỉnh Linh Hoạt: LDPC code có khả năng thích ứng với môi trường truyền thông thay đổi và điều kiện kênh khác nhau Điều này làm tăng khả năng linh hoạt và ổn định trong việc truyền thông xe cộ trong môi trường đa dạng  Khả Năng Chống Nhiễu Tốt: Mã LDPC thường có khả năng chống nhiễu tốt, giúp cải thiện chất lượng truyền thông trong môi trường nhiễu và có nhiều gang tấc như trong giao thông đô thị Ứng Dụng Của LDPC Code trong Truyền Thông Xe Cộ:  Truyền Thông Dữ Liệu Trong Xe: LDPC code được sử dụng để truyền thông dữ liệu giữa các thiết bị và cảm biến trong xe ô tô, cung cấp thông tin về tình trạng và hiệu suất của xe  Kết Nối Xe Cộ Với Hạ Tầng Đô Thị: Trong các ứng dụng giao thông thông minh, LDPC code có thể được sử dụng để truyền thông giữa xe cộ và hạ tầng đô thị, như các hệ thống quản lý giao thông và đèn giao thông  Truyền Thông Xe Cộ Tương Tác (V2X): LDPC code đóng một vai trò quan trọng trong các hệ thống truyền thông giữa các xe cộ (V2V) và giữa xe cộ với hạ tầng (V2I), cung cấp truyền thông an toàn và hiệu suất xiii  Liên Kết Xe Cộ và Truyền Thông Thông Minh: LDPC code có thể được tích hợp trong các hệ thống liên kết xe cộ với các dịch vụ truyền thông thông minh như điều hướng, thông tin giao thông thời gian thực, và giải trí đa phương tiện 2.2.3 So Sánh với Các Mã Kiểm Tra Lỗi Khác So sánh mã kiểm tra lỗi LDPC (Low-Density Parity-Check) với các mã kiểm tra lỗi khác thường được sử dụng trong truyền thông và lưu trữ dữ liệu có thể được thực hiện dựa trên một số yếu tố khác nhau Dưới đây là một so sánh chung với mã kiểm tra lỗi Reed-Solomon (RS) và mã kiểm tra lỗi Turbo:  Hiệu Suất Giải Mã: - LDPC: LDPC code thường có hiệu suất giải mã tốt, đặc biệt là trong điều kiện kênh nhiễu và có nhiều lỗi - Reed-Solomon: Reed-Solomon cũng có hiệu suất giải mã cao, nhất là trong việc sửa chữa lỗi đối với các lỗi tập trung - Turbo Code: Turbo code có hiệu suất giải mã ấn tượng, đặc biệt là ở tốc độ cao  Tính Hiệu Quả Năng Lượng: - LDPC: LDPC code thường có khả năng tiết kiệm năng lượng tốt, làm cho chúng phù hợp cho các ứng dụng di động và IoT - Reed-Solomon: Reed-Solomon có năng lượng tiêu thụ tương đối cao do yêu cầu tính toán phức tạp - Turbo Code: Turbo code cũng có tiêu thụ năng lượng tương đối lớn  Khả Năng Chống Nhiễu: - LDPC: LDPC code có khả năng chống nhiễu tốt, giúp cải thiện chất lượng truyền thông trong môi trường nhiễu - Reed-Solomon: Reed-Solomon thích hợp cho việc sửa chữa lỗi trong các khối dữ liệu lớn, nhưng có thể không đủ mạnh mẽ trong môi trường nhiễu - Turbo Code: Turbo code cũng có khả năng chống nhiễu tốt  Khả Năng Điều Chỉnh Linh Hoạt: - LDPC: LDPC code có khả năng thích ứng tốt với môi trường truyền thông thay đổi và điều kiện kênh khác nhau xiv - Reed-Solomon: Reed-Solomon ít linh hoạt hơn trong việc thích ứng với môi trường thay đổi - Turbo Code: Turbo code cũng linh hoạt, nhưng có thể yêu cầu cấu hình kỹ thuật phức tạp  Ứng Dụng Phổ Biến: - LDPC: LDPC code thường được sử dụng trong các tiêu chuẩn truyền thông như Wi-Fi, LTE, và DVB-S2 - Reed-Solomon: Reed-Solomon thường được sử dụng trong các hệ thống lưu trữ như CD, DVD, và QR codes - Turbo Code: Turbo code được sử dụng trong LTE và các tiêu chuẩn truyền thông di động khác Mỗi loại mã kiểm tra lỗi có những ưu điểm và ứng dụng đặc biệt của mình, và lựa chọn phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của hệ thống và ứng dụng 2.3 Chi tiết về tiêu chuẩn DSRC 2.3.1 Lớp PHY trong giao tiếp V2X Mô hình lớp PHY trong tiêu chuẩn mã DSRC sử dụng kết hợp (nhiều đầu vào nhiều đầu ra) MIMO và LDPC để cung cấp hiệu suất truyền thông tốt cho thông tin liên lạc xe cộ (MIMO) tăng thông lượng truyền thông, trong khi LDPC giảm tỷ lệ lỗi bit (BER) Do đó, chúng tôi đề xuất mô hình lớp PHY chứa cả LDPC và MIMO trong tiêu chuẩn Truy cập không dây cho môi trường xe cộ (WAVE) được hỗ trợ bởi giao tiếp tầm ngắn chuyên dụng DSRC Khuôn khổ truyền thông xe cộ cần phải phát triển để có thể đáp ứng công nghệ mới nhằm đáp ứng mong đợi Cấu trúc giao tiếp dành cho giao tiếp bằng phương tiện giao thông được gọi là giao tiếp giữa Xe với Mọi thứ (V2X) Dưới đây là sơ đồ khối lớp cấu trúc hiện có của lớp DSRC PHY xv Figure 1: Sơ đồ khối của lớp DSRC PHY 2.3.2 Kênh Vô Tuyến cho Giao Tiếp V2X Ở Hoa Kỳ, phổ DSRC được phân chia thành các kênh sau: - Kênh 172 - 174 MHz: Kênh này được dành riêng cho các ứng dụng giao thông thông minh, bao gồm thông báo giao thông, giám sát tốc độ và các dịch vụ khác liên quan đến giao thông - Kênh 5850 - 5925 MHz: Kênh này được sử dụng cho các ứng dụng DSRC trong việc truyền dữ liệu tốc độ cao, chẳng hạn như truyền video và dữ liệu liên quan đến an ninh và an toàn giao thông Để xác định có giao tiếp với V2X thì có một băng thông cụ thể được thông qua bởi FCC dành cho giao tiếp V2X, với phổ tần từ 5,850 GHz đến 5,925 GHz Phổ này được chia thành bảy kênh 10 MHz với dải bảo vệ 5 MHz ở đầu thấp, như minh họa figure 2 xvi