Nghiên cứu công nghệ c v2x tt

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - PHẠM MINH TIẾN NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ C-V2X CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT VIỄN THƠNG MÃ SỐ: 08.52.02.08 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT (Theo định hướng úng dụng) HÀ NỘI – 2018 Luận văn hoàn thành tại: HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG Người hướng dẫn khoa học: TS TRƯƠNG TRUNG KIÊN Phản biện 1: ………………………………………………… ……………………………………………………………… Phản biện 2: ………………………………………………… ……………………………………………………………… Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Vào lúc: … .giờ ngày tháng … .năm … Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng MỞ ĐẦU Thông tin di động năm qua phát triển không ngừng phổ biến rộng khắp toàn giới, hệ thứ (4G) triển khai nhiều quốc gia, tới tiếp tục triển khai thương mại hệ thứ (5G) với nhiều ưu việt vượt trội Vai trò hệ thống thơng tin di động vô quan trọng phát triển chung khoa học công nghệ kinh tế đời sống, nên tảng cho phát triển nhiều lĩnh vực Bên cạnh đó, ngành cơng nghiệp tơ lĩnh vực có bước phát triển vượt bậc, khơng đơn chế tạo phương tiện phục vụ di chuyển, mà phải phương tiện mang đến nhiều tiện ích cho người, với nhiều công nghệ tiên tiến Tuy nhiên gia tăng nhanh chóng lượng phương tiện ô tô tiềm ẩn nguy an tồn tai nạn giao thơng Vấn đề đặt cần phải có công nghệ tiên tiến nữa, giúp cải thiện hạn chế phương tiện, gia tăng khả tự chủ phương tiện trước nguy an tồn Từ đưa ngành cơng nghiệp tơ bước sang trang mới, góp phần hạn chế tối đa nguy tai nạn xảy Các nhà nghiên cứu nghĩ đến giải pháp giúp kết nối phương tiện tơ với phương tiện khác hay vật thể khác, sử dụng tảng truyền thông từ mạng lưới thông tin di động rộng khắp, giúp thông tin liên lạc kết nối thực thể lại với thành mạng lưới Ngồi lợi ích mang đến giải pháp an toàn cho phương tiện, mạng lưới có khả cung cấp thơng tin hỗ trợ cho nhiều lĩnh vực gia tăng khác vận tải, du lịch, giải trí,… Với mục đích nghiên cứu giải pháp kết nối phương tiện giao thông với thực thể khác thành mạng lưới dựa tảng mạng thông tin di động, học viên lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu công nghệ C-V2X” Mục đích nghiên cứu Tìm hiểu đánh giá giải pháp hỗ trợ kết nối phương tiện di chuyển với vạn vật dựa mạng thông tin di động tế bào Đối tượng nghiên cứu: Giải pháp kết nối phương tiện di chuyển với vạn vật Phạm vi nghiên cứu luận văn bao gồm: ❖ Tổng quan hệ thống thông tin di động 4G/5G ❖ Công nghệ V2X dựa tảng mạng 4G/5G ❖ Định hướng nghiên cứu triển khai Việt Nam Phương pháp nghiên cứu sử dụng luận văn phương pháp phân tích, tổng hợp thơng tin để từ đề xuất giải pháp cải thiện Luận văn gồm chương: Chương 1: Tổng quan C-V2X Chương 2: Các vấn đề kỹ thuật mạng thông tin di động 4G-LTE/5G-NR Chương 3: Công nghệ C-V2X dựa mạng di động 4G-LTE/5G-NR 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ C-V2X Tóm tắt: Chương giới thiệu tổng quan vấn đề V2X, tình hình nghiên cứu giới, kịch ứng dụng cho V2X, số thách thức triển khai V2X, chuẩn hóa tảng hỗ trợ cho việc triển khai V2X, đặc biệt sâu vào công nghệ C-V2X 1.1 Giới thiệu chung V2X 1.1.1 Khái niệm V2X Truyền thông V2X thực chất việc phương tiện di chuyển hay gọi chung phương tiện thực trao đổi thông tin liệu với phương tiện khác với hệ thống hạ tầng, nhằm mục đích tăng cường an tồn giao thơng, tăng hiệu đáp ứng lưu thông hệ thống hạ tầng, giảm thiểu tác động môi trường cung cấp thêm dịch vụ giá trị gia tăng khác du lịch, giải trí 1.1.2 Phân loại ứng dụng V2X Hình 1 Các dạng ứng dụng V2X Giao tiếp V2X xác định theo 3GPP bao gồm dạng thức: V2V, V2I, V2N, V2P, dạng ứng dụng V2X sử dụng chung cho dịch vụ thơng dành cho người dùng cuối Ví dụ như: phương tiện, người bộ, máy chủ ứng dụng, hạ tầng đường nhận biết thông tin môi trường cục qua tin gửi đến từ cảm biến gần hay từ phương tiện khác, phép thực dịch vụ thông minh lái xe tự động, cảnh bảo phương tiện, quản lý giao thông mức cao,… ❖ V2V: kết nối phương tiện giao thông lại với ❖ V2I: kết nối phương tiện giao thông với sở hạ tầng ❖ V2P: kết nối phương tiện giao thông với người hành ❖ V2N: kết nối phương tiện giao thông với mạng tế bào 1.1.3 Một số nhóm ứng dụng V2X ❖ Các hệ thống hỗ trợ lái xe an toàn, tự động nâng cao ❖ Nhận biết tình ❖ Dịch vụ di động ❖ Mơ hình dịch vụ hỗ trợ 1.1.4 Những lợi ích V2X ❖ Cải tiến tiếp nhận phòng ngừa mối nguy hiểm thơng qua cách thức lái xe có dự đốn tự thích nghi, dẫn đến giảm thiểu tai nạn bất đường ❖ Sử dụng cách tối ưu hạ tầng giao thông, tránh tắc nghẽn nhờ sử dụng dẫn giao thông linh hoạt ❖ Chấp nhận phương tiện khẩn cấp với tín hiệu khẩn cấp hay đặc quyền đặc biệt ❖ Giảm bớt tác động thơng qua việc vận hành phương tiện thích nghi với tình giao thơng ❖ Gia tăng hiệu vận tải cách sử dụng tối ưu phương tiện vận tải thương mại, giúp tăng hiệu kinh tế, giảm bớt chi phí vận hành ngành vận tải 1.2 Một số yêu cầu triển khai V2X 1.2.1 Các yêu cầu dịch vụ Có năm nhóm u cầu áp dụng chung cho kịch ứng dụng V2X, chủ yếu xây dựng tảng mạng 3GPP: ❖ Các yêu cầu độ trễ, độ tin cậy ❖ Các yêu cầu kích thước tin ❖ Các yêu cầu tần suất: Có khả hỗ trợ tần suất tối đa 10 tin giây cho UE phát ❖ Các yêu cầu cự ly: Có khả hỗ trợ phạm vi truyền thơng đủ lớn để lái xe có thời gian phản ứng kịp thời ❖ Các yêu cầu tốc độ: hỗ trợ tốc độ di động tối đa tới 500 km/h 1.2.2 Các yêu cầu bảo mật quyền riêng tư ❖ Nhà khai thác mạng phải có cách thức xác thực cho UE hỗ trợ V2X để thực giao tiếp V2X ❖ Nhà khai thác mạng phải có cách thức xác thực cho UE hỗ trợ V2X cách độc lập để thực giao tiếp V2N ❖ Có chế hỗ trợ bảo vệ tính toàn vẹn truyền tin cho ứng dụng V2X ❖ Hệ thống phải hỗ trợ quyền riêng tư danh tính UE sử dụng ứng dụng V2X, đảm bảo danh tính UE khơng thể bị theo dõi thay nhận biết UE khác khoảng thời gian ngắn phạm vi khu vực, quy định úng dụng V2X 1.3 Các tảng hỗ trợ triển khai V2X 1.3.1 V2X dựa công nghệ IEEE802.11p IEEE802.11p thiết kế để phù hợp với yêu cầu ứng dụng V2X với dẫn hiệu chặt chẽ Năm 2009 hoàn thiện chuẩn IEEE802.11p ứng dụng cho V2X sau 10 năm nghiên cứu Một số chuẩn công nghệ dựa tảng IEEE802.11p triển khai giới: • DSRC: triển khai Hoa Kỳ, dải tần 5.9G • ITS-G5: triển khai châu Âu, dải tần 5.9G • ARIB STD-109: triển khai Nhật, dải tần 760Mhz Hình 1.3 Mơ hình triển khai V2X dựa IEEE802.11p 1.3.2 V2X dựa mạng di động tế bào (C-V2X) Năm 2017, 3GPP hồn thiện chuẩn hóa cho cơng nghệ V2X dựa tảng mạng thông tin di động tế bào (C-V2X) Dựa mạng LTE, công nghệ C-V2X thiết kế để kết nối phương tiện với nhau, với hệ thống hạ tầng, với người tham gia giao thông kết nối tới dịch vụ đám mây 4 C-V2X xây dựng tảng LTE-Rel14, khai thác vùng phủ sóng rộng khắp mạng LTE để kết nối vận hành ứng dụng V2X đảm bảo môi trường LOS NLOS, tốc độ liệu cao mạng LTE giúp đảm bảo yêu cầu tiêu kỹ thuật, đặc biệt độ trễ thấp khai thác dịch vụ đám mây tốc độ cao Ngoài ra, 3GPP xây dựng tiêu chuẩn dành cho V2X tảng cao tương lai LTE-Rel15-16 hay 5G-NR Các nhà sản xuất ô tô tập trung nghiên cứu để tích hợp cơng nghệ C-V2X, sử dụng module hỗ trợcông nghệ để kết nối tới ứng dụng V2X Hình 1.5 Mơ hình triển khai công nghệ C-V2X 1.3.3 So sánh hai tảng kỹ thuật Bảng 1.1 thể số lợi kỹ thuật tốt tảng di động tế bào so với IEEE802.11p Về mặt ứng dụng, bảng 1.2 thực so sánh số thuộc tính dịch vụ IEEE802.11p với công nghệ LTE-Rel14, 5G-NR cho C-V2X Bảng 1 So sánh số lợi kỹ thuật C-V2X so với IEEE802.11p Tiêu chí Đồng Ghép kênh IEEE802.11p Khơng đồng Chỉ có TDM Mã hóa kênh Mã hóa chập Cơ chế truyền Không HARQ lại Điều chế OFDM Lựa chọn tài nguyên Đa truy nhập cảm nhận sóng mang với tránh va chạm (CSMA-CA) C-V2X Lợi Nâng cao hiệu sử dụng phổ tần FDM cho phép quỹ đường truyền lớn giúp dải phục vụ lớn , độ tin cậy cao Mã hóa xoắn Mã hóa xoắn giúp dải phục vụ lớn , độ tin cậy cao HARQ HARQ giúp dải phục vụ lớn , độ tin cậy cao SC-FDM Cho phép công suất phát tốt với khuếch đại công suất tương tự, giúp dải phục vụ lớn , độ tin cậy cao Truyền bán C-V2X Tối ưu hóa lựa chọn tài ngun trì với lựa chọn với lựa chọn gần với tài nguyên tốt dựa mà không cần tổn hao tranh chấp, lượng tương đối 802.11p lựa chọn tài nguyên đủ tốt phải có tổn hao tranh chấp C-V2X Có đồng FDM TDM Bảng So sánh thuộc tính dịch vụ IEEE802.11p với C-V2X Tiêu chí IEEE802.11p LTE-Rel14 C-V2X 5G C-V2X Có Có Có Hỗ trợ V2V Có Có Có Hỗ trợ V2P Có Có Có Hỗ trợ V2I Có giới hạn Có Có Có Có Có Hỗ trợ dịch vụ đa phương tiện Khơng Có Có Hỗ trợ vùng phủ mạng Khơng Có Có Tích hợp tồn cầu Khơng Có Có Thơng lượng cao Khơng Khơng Có Tính tin cậy cao Khơng Khơng Có Băng thơng rộng Khơng Khơng Có Độ trễ thấp Khơng Khơng Có Hoạt động khơng phụ thuộc mạng Hỗ trợ an tồn khẩn cấp 1.4 Cơng nghệ C-V2X 1.4.1 Lộ trình chuẩn hóa cơng nghệ C-V2X Bảng Kế hoạch chuẩn hóa công nghệ C-V2X a) C-V2X pha b) C-V2X pha c) C-V2X pha 6 1.4.2 Kiến trúc hệ thống dịch vụ C-V2X Hình Kiến trúc hệ thống tổng quát cho công nghệ C-V2X Sơ đồ kiến trúc hệ thống cho công nghệ C-V2X tham khảo với phát hành LTERel14, có sử dụng lại kiến trúc D2D, tích hợp mơ hình chức điều khiển ứng dụng V2X vào kiến trúc mạng LTE để vận hành chức liên quan đến điều khiển mạng 1.4.3 Cách thức hoạt động C-V2X C-V2X triển khai song song hai chế độ truyền tín hiệu, cho phép tăng tính hỗ trợ an tồn cho phương tiện ❖ Giao tiếp trực tiếp: Trong chế độ này, dải tần 5.9 Ghz cấp phát cho phép phương tiện giao tiếp trực tiếp với sử dụng tần số cấp phát mà khơng ảnh hưởng nhiễu Khi đó, C-V2X hỗ trợ kết nối trực tiếp với độ trễ thấp cự ly thơng tin ngắn, khơng có tham gia mạng di động tế bào, module giao tiếp không cần có thẻ SIM di động ❖ Giao tiếp thơng qua mạng di động tế bào: C-V2X hỗ trợ cho ứng dụng V2N kết nối phương tiện tới mạng tế bào, mạng thực hỗ trợ cho tính an tồn dịch vụ thương mại khác, yêu cầu có mặt nhà khai thác mạng cung cấp khả truy nhập đến đám mây thông tin liệu dịch vụ, tuân theo bảo mật sách nhà mạng 1.5 Kết luận chương Chương luận văn trình bày nội dung V2X với tảng hỗ trợ cho V2X IEEE802.11p mạng di động tế bào Với ưu mạng lưới phủ sóng rộng khắp, tảng mạng di động 4G/5G lựa chọn giải pháp ưu việt để xây dựng tảng cho dịch vụ V2X Công nghệ C-V2X tổ chức viễn thông giới nhà khai thác mạng lớn, nhà sản xuất ô tô, sản xuất thiết bị điện tử tập trung nghiên cứu đưa chuẩn hóa để sớm triển khai thương mại cơng nghệ tiềm 8 CHƯƠNG 2: CÁC VẤN ĐỀ KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA MẠNG THƠNG TIN DI ĐỘNG 4G-LTE/5G-NR Tóm tắt: Chương giới thiệu tổng quan hệ thống thông tin di động 4G-LTE 5G-NR làm tảng cho việc triển khai ứng dụng V2X Đối với mạng 4G, trình bày cấu trúc nguyên lý chung, bổ sung thêm cải tiến phát hành Release 14 tảng cho chuẩn hóa C-V2X Hệ thống 5G trình bày vấn đề kỹ thuật chung số cải tiến nâng cao vượt trội so với 4G 2.1 Mạng thông tin di động 4G/LTE 2.1.1 Kiến trúc mạng thông tin di động 4G LTE chuẩn hóa cơng nghệ mạng 3GPP cho hệ thống truy nhập vô tuyến băng rộng, nâng cấp lên từ hệ thống HSPA LTE công nghệ di động hệ thứ 4, hỗ trợ tốc độ liệu cao, cho phép thực đa dạng loại ứng dụng dịch vụ liệu với độ trễ thấp, có khả tương tác tốt hệ thống khác Kiến trúc mạng xây dựng nâng cấp dựa hệ thống có sẵn GSM/UMTS, với hệ thống mạng lõi cải tiến để hỗ trợ đồng thời hệ thống vơ tuyến 2G/3G/4G Hình Kiến trúc mạng di động 4G ❖ Các thành phần mạng: • E-UTRAN: UE , eNodeB • EPC: MME, P-GW, S-GW, HSS, PCRF ❖ Một số giao diện kiến trúc mạng: Uu, S1, X2, S10, S11, S6a, S5 2.1.2 Các yêu cầu kỹ thuật a) Các yêu cầu kỹ thuật - Độ trễ thấp: 10 ms - Tính di động: đáp ứng cho di động tới tốc độ 500 km/h - Chế độ song cơng: sủ dụng FDD TDD đồng thời FDD/TDD - Dải tần hoạt động: 700 Mhz – 2.6 Ghz Các phát hành sau sử dụng dải tần lớn - Băng thơng linh hoạt thay đổi từ Mhz – 20 Mhz Khi sử dụng tính ghép kênh sóng mang lên tới băng thông 40 Mhz hay 100 Mhz b) Băng tần hoạt động Tùy theo phát hành 3GPP quy hoạch tần số quốc gia áp dụng băng tần phù hợp, kết hợp tính ghép sóng mang để triền khai đồng thời nhiều băng tần lúc cho mạng LTE để nâng cao tổng băng thơng hoạt động Có bảng phân chia 70 băng tần cho chế TDD/FDD tùy nhà mạng lựa chọn 2.1.3 Kỹ thuật đa truy nhập Trên giao diện vô tuyến LTE sử dụng công nghệ đa truy nhập OFDMA cho đường xuống SC-FDMA cho đường lên 2.1.4 Một số cải tiến kỹ thuật phát hành LTE-Rel.14 Sự phát triển liên tục LTE không giải băng rộng di động, mà lĩnh vực kịch ứng dụng vượt băng rộng di động Từ phát hành 13 trở gọi LTE-Advanced Pro, chuẩn hóa phát hành 14 với nhiều cải tiến đáng kể, dự kiến hoàn thành vào tháng năm 2017 Trên đướng hướng tới 5G tương lai, việc xây dựng chuẩn hóa cho LTE-Rel14 bước lề quan trọng, chuẩn hóa thành phần cơng nghệ để giải toán ứng dụng kết nối tiên tiến Một số yêu cầu quan trọng cần giải LTE-Rel14: a) Giảm độ trễ b) Khai thác bổ sung dải tần không cần cấp phép c) Giao tiếp dạng máy d) Hệ thống MIMO cỡ lớn e) Hệ thống vận tải thông minh f) Dịch vụ đa phương tiện quảng bá đa hướng cải tiến (eMBMS) 10 2.2 Mạng thông tin di động 5G/NR 2.2.1 Giới thiệu chung Hình 2 Lộ trình phát triển công nghệ mạng 5G Một số yêu cầu kỹ thuật tối thiểu mạng 5G so với mạng 4G nay: • Dung lượng hệ thống cao gấp 1000 lần so với 4G • Hiệu lượng hiệu phổ tần tăng gấp 10 lần • Thơng lượng trung bình cell tăng gấp 25 lần • Tuổi thọ pin đầu cuối kéo dài gấp 10 lần • Độ trễ giảm lần • Tốc độ liệu kết hợp tăng gấp 1000 lần • Tốc độ liệu biên cell tăng gấp 100 lần • Tốc độ liệu người dùng tăng lên 10 lần • Số lượng thiết bị có khả kết nối tới mạng tăng 10 lần • Tốc độ liệu đỉnh cho di động đạt 10Gbps cho di chuyển chậm 1Gbps cho di chuyển nhanh 2.2.2 Kiến trúc mạng tiêu biểu Kiến trúc mạng 5G xây dựng dạng phức hợp, không đồng hệ mạng trước, có khả giao tiếp linh hoạt nhiều thành phần mạng phức tạp khác nhau, khai thác nhiều công nghệ MIMO lớn, mạng vơ tuyến nhận thức, sóng milimet,… Các khái niệm giải pháp khai thác 11 tảng mạng 5G như: kiến trúc đám mây dịch vụ điều khiển, IoT, D2D, 5G-V2X,… 2.2.3 Các kỹ thuật tiên tiến mạng 5G a) Kỹ thuật anten MIMO lớn b) Truyền thông hợp tác c) Kết nối thiết bị tới thiết bị D2D d) Cơng nghệ sóng milimet (mmWave) e) Vơ tuyến nhận thức 2.3 Kết luận chương Chương trình bày nội dung tổng quan mạng thông tin di động tế bào 4G-LTE/5G-NR kiến trúc hệ thống, giao diện, phương thức đa truy nhập, yêu cầu kỹ thuật quan trọng Ngoài phát hành LTE-Release8 nói chung, nội dung trình bày bổ sung số cải tiến kỹ thuật phát hành LTE-Release14 Đối với hệ mạng 5G, tập trung trình bày yêu cầu kỹ thuật nâng cao vượt trội so với 4G, cải tiến kỹ thuật đặc thù giúp cho 5G trở thành hệ thống mang lại nhiều lợi ích cho phát triển kỹ thuật công nghệ tương lai Bắt đầu từ 3GPP Release 15 coi chuẩn hóa mạng 5G 12 CHƯƠNG 3: CÔNG NGHỆ C-V2X DỰA TRÊN MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 4G-LTE/5G-NR Tóm tắt: Chương tập trung nghiên cứu giải pháp kỹ thuật triển khai cho V2X tảng mạng 4G/5G, từ dựa ưu công nghệ hệ mạng đánh giá khác biệt so sánh giải pháp với Từ giải pháp tảng triển khai kịch ứng dụng phù hợp cho V2X Qua nghiên cứu bước đầu, trình bày định hướng xây dựng khả triển khai C-V2X Việt Nam 3.1 Giải pháp kỹ thuật kịch ứng dụng cho C-V2X dựa 4G-LTE 3.1.1 Giải pháp kỹ thuật Có thể sử hai phương thức giao tiếp để đáp ứng yêu cầu dịch vụ V2X dựa mạng thông tin di động tế bào LTE: • Giao tiếp trực tiếp qua giao diện PC5 • Giao tiếp thơng qua mạng LTE Ngồi ra, có kết hợp MBMS cho chế truyền thông quảng bas MBMS 3GPP đưa từ Release 9, đến Release 12 13 cải tiến phép ứng dụng bên thứ ba tương tác với hệ thống MBMS phân phối lưu lượng ứng dụng Đến Release 14 3GPP giải vấn đề QoS tốt hơn, triển khai máy chủ ứng dụng cục cho V2X để giải yêu cầu độ trễ 100ms cho số dịch vụ V2X Việc giảm độ trễ hồn thành việc sử dụng định danh lớp QoS với dự phòng trễ gói thấp để mang lưu lượng V2X qua mạng lõi với việc cải tiến xử lý liệu phía người dùng 3.1.2 Kịch ứng dụng a) V2X hoạt động dựa giao diện PC5 b) V2X hoạt động dựa giao diện Uu c) V2X hoạt động dựa đồng thời hai giao diện PC5/Uu 3.2 Giải pháp kỹ thuật kịch ứng dụng cho C-V2X dựa 5G-NR 3.2.1 Giải pháp kỹ thuật Với phát hành 16, C-V2X kết hợp tính thiết kế cho 5G-NR cho phép kịch ứng dụng dành cho lái xe tự động với yêu cầu nghiêm ngặt Ngồi truyền thơng quảng bá, 5G-V2X cải tiến để hỗ trợ cho phát đơn hướng 13 đa hướng, cho phép dải băng thông rộng định vị với độ xác cao Phần trình bày thêm số giải pháp kỹ thuật tiên tiến áp dụng cho 5G-V2X để xây dựng kịch ứng dụng an tồn nâng cao a) Truyền thơng sóng mmWave cho V2X: Các hệ thống 5G sử dụng phổ tần mmWave để cung cấp tốc độ liệu cao lên tới Gbps Các giao tiếp mmWave V2X hỗ trợ qua mạng 5G, trạm gốc 5G phục vụ giống sở hạ tầng giao tiếp V2I, chế độ kết nối đầu cuối 5G D2D hỗ trợ giao tiếp V2V b) Truyền thơng ánh sáng nhìn thấy (VVLC): Các liên kết VLC trời phụ thuộc vào tồn ánh sáng tầm nhìn thẳng (LoS), với kịch mật độ phương tiện cao làm gia tăng số lượng kết nối phương tiện, cải thiện việc phân phối chia sẻ liệu nhiều đường dẫn trở nên sẵn có có nhiều phương tiện kết nối với thông qua liên kết quang 3.2.2 Kịch ứng dụng a) Liên kết đoàn phương tiện (Platooning) Platooning cho phép phương tiện liên kết với hợp lại đoàn tàu đường với khoảng cách phương tiện giảm đáng kể Các phương tiện đồn phải có khả trao đổi thông tin định kỳ (như thông tin trạng thái, tốc độ, tình trạng phía trước) gửi thơng báo kiện tồn tình trạng phương tiện môi trường xung quanh b) Điều khiển lái xe từ xa Điều khiển lái xe từ xa cho phép việc kiểm soát từ xa phương tiện nhà khai thác hay ứng dụng dựa đám mây thông qua giao tiếp V2N Điều khiển phương tiện từ xa yêu cầu xuất chướng ngại vật ngăn cản phương tiện tự trị, khiến khơng thể đưa định việc lựa chọn đường hay cách thức di chuyển cách an toàn xung quanh chướng ngại vật c) Thu thập thông tin đồ độ nét cao Một hệ thống riêng thu thập tất thông tin từ nhiều nguồn khác theo phân lớp khác nhau, nhà cung cấp đồ (lớp tĩnh) cảm biến hợp tác có sẵn phương tiện khác (lớp tạm thời động) để xây dựng nên đồ tuyến đường tối ưu Bộ xử lý trung tâm phương tiện xử lý thông tin tùy theo tình lái xe thể giao diện người – máy (HMI) phù hợp với hỗ trợ 14 người lái xe chuyển đổi thành lệnh vận hành lái xe trường hợp sử dụng kỹ thuật tổng hợp liệu cho vận hành phương tiện tự động 3.3 So sánh đánh giá giải pháp kỹ thuật dành cho C-V2X, đề xuất hướng nghiên cứu khả triển khai Việt Nam 3.3.1 So sánh đánh giá giải pháp kỹ thuật dành cho C-V2X Trong bảng 3.1 đây: • “✓✓”: thể công nghệ phù hợp hỗ trợ cho kịch ứng dụng yêu cầu trường hợp • “✓”: thể cơng nghệ phù hỗ trợ cho kịch ứng dụng số yêu cầu chất lượng vài điều kiện cụ thể • “-”: thể công nghệ không phù hợp Bảng So sánh khả hỗ trợ công nghệ kịch ứng dụng dịch vụ V2X Dạng kịch ứng dụng LTE-V2X 802.11p mmWave VVLC Cảnh báo phương tiện khẩn cấp ✓✓ ✓✓ - - Cảnh báo va chạm phía trước ✓✓ ✓✓ ✓ ✓ Nhìn xuyên qua (chia sẻ camera) ✓ ✓ ✓✓ ✓ Chia sẻ cảm biến ✓ ✓ ✓ ✓ ✓✓ ✓ ✓ ✓ Đoàn phương tiện mật độ cao - - - - Điều khiển hành trình thích ứng có hợp tác ✓ ✓ - - Kiểm soát giao lộ có hợp tác ✓ ✓ - - Người sử dụng đường dễ tổn thương ✓ ✓ - - ✓✓ ✓ - - ✓ - - - Nhận thức hợp tác Cảm biến hợp tác Chuyển động hợp tác Đoàn phương tiện (Platooning) Hiệu giao thơng Lái xe có điều khiển từ xa 3.3.2 Đề xuất hướng nghiên cứu khả triển khai Việt Nam Dựa nghiên cứu ban đầu công nghệ C-V2X, luận văn xin đề nghị số giải pháp định hướng để thúc đẩy khả thực hóa C-V2X sớm • Các nhà mạng cần có kế hoạch đẩy nhanh lộ trình nâng cấp mạng 4G/5G 15 • Cần có đạo rõ ràng việc nghiên cứu, thử nghiệm lộ trình triển khai nhóm ứng dụng, dịch vụ C-V2X với tham gia viện nghiên cứu trường đại học, nhà khai thác mạng, hãng cơng nghệ,… • Tổ chức hội thảo chuyên sâu công nghệ C-V2X với tham gia hãng viễn thông lớn, hãng cơng nghiệp điện tử, tơ • Quảng bá rộng rãi công nghệ C-V2X với dịch vụ tiên tiến lợi ích thiết thực, để bước cơng nghệ tiếp cận gần với người sử dụng • Nghiên cứu kinh nghiệm triển khai nước phát triển để áp dụng phù hợp Việt Nam • Xây dựng chế sách ưu đãi cho thành phần tham gia vào chuỗi dịch vụ V2X a) Một số đặc điểm điển hình hạ tầng giao thông Việt Nam b) Các dịch vụ dạng V2X triển khai giai đoạn đầu Việt Nam 3.4 Kết luận chương Trong chương trình bày giải pháp kỹ thuật hỗ trợ cho việc triển khai C-V2X, nhóm dịch vụ tiềm LTE-V2X vận hành linh hoạt kịch ứng dụng thông qua hai giao diện Uu PC5, dải tần 2Ghz 6Ghz Qua cung cấp dịch vụ thơng tin dịch vụ an tồn mức bản, với tham gia chế MBMS Đối với 5G-V2X, phát triển C-V2X đạt đến bước ngoặt Với nhiều kỹ thuật vô tuyến mới, 5G mang đến nhiều giải pháp kỹ thuật dành cho C-V2X, chương trình bày số giải pháp mmWave, VVLC Với tiến kỹ thuật vượt trội trình bày, 5G-V2X mang đến nhóm dịch vụ tiên tiến đòi hỏi chất lượng cao gần tuyệt đối, chủ thể tham gia vào xây dựng vận hành dịch vụ linh hoạt đa dạng 16 KẾT LUẬN C-V2X công nghệ tiềm năng, nhiều quốc gia phát triển giới xây dựng phương án lộ trình thử nghiệm C-V2X số khu vực có hạ tầng thông minh đại, Việt Nam không nằm ngồi xu hướng Sự phát triển mạng di động 4G/5G đẩy mạnh, chí có chạy đua triển khai 5G quốc gia phát triển nhằm chiếm lấy ưu tảng kỹ thuật công nghệ phục vụ cho phát triển kinh tế Xu hướng tận dụng tảng mạng viễn thông để phát triển kỹ thuật công nghệ tất yếu Hạ tầng giao thơng Việt Nam lạc hậu quy hoạch thiếu đồng bộ, nhiên với định hướng mạnh mẽ Chính phủ triển khai đề án thị thơng minh, tin tưởng C-V2X sớm thực hóa phần khu vực đô thị đại, thông minh Việt Nam Sau mội thời gian nghiên cứu, tham khảo tài liệu, dẫn tận tình TS Trương Trung Kiên, luận văn “Nghiên cứu cơng nghệ C-V2X” hồn thành Việc thực luận văn giúp học viên có điều kiện nghiên cứu sâu công nghệ mạng 4G/5G, kỹ thuật vô tuyến mới, xu hướng công nghệ dịch vụ đa dạng quan tâm giới Bên cạnh đó, học viên trau dồi cập nhật kiến thức mới, phương pháp học tập nghiên cứu chuyên sâu Tuy nhiên thân nhiều hạn chế, học viên mong nhận góp ý thầy giáo đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện Hướng nghiên cứu tiếp theo: Học viên tiếp tục tìm hiểu kỹ thuật vơ tuyến áp dụng làm giải pháp kỹ thuật cho C-V2X kịch ứng dụng Nghiên cứu sâu dẫn kỹ thuậ hệ thống chuẩn hóa C-V2X 3GPP, cập nhật thông tin báo quốc tế, hội thảo chuyên đề C-V2X, nắm bắt tình hình triển khai C-V2X giới, đúc rút kinh nghiệm để xây dựng đề xuất phù hợp với Việt Nam báo cáo nghiên cứu 17 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] 5G Americas White Paper, March 2018, Cellular V2X Communications Towards 5G 3GPP, Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA);User Equipment (UE) radio transmission and reception, in 3GPP TS 36.101 version 14.3.0 Release 14 3GPP, Service requirements for V2X services, in 3GPP TS 22.185 version 14.3.0 Release 14 3GPP, Study on LTE-based V2X Services, in 3GPP TR 36.885 V14.0.0 (2016.06) 5G Americas White Paper, October 2016, V2X Cellular Solutions 5G Automotive Association, The Case for Cellular V2X for Safety and Cooperative Driving 5GCAR, (2017), 5GCAR Scenarios, Use Cases,Requirements and KPIs Alessio Filippi, Kees Moerman, Gerardo Daalderop, Paul D Alexander, Franz Schober, and Werner Pfliegl, “Ready to roll: Why 802.11p beats LTE and 5G for V2x” GSA, (2018), C-V2X Market Report GSMA, Cellular VehiCle-to-eVerything (C-V2X) Enabling Intelligent Transport Junil Choi, Vutha Va, Nuria Gonzalez-Prelcic, Robert Daniels, Chandra R Bhat, and Robert W Heath Jr, (2016), “Millimeter Wave Vehicular Communication to Support Massive Automotive Sensing” [12] Martin Sauter, (2014), From GSM To LTE-Advanced: An Introduction To Mobile Netwroks And Mobile Bradband, 2nd Edittion, John Wiley & Sons, Ltd [13] Mate Boban, Apostolos Kousaridas, Konstantinos Manolakis, Joseph Eichinger, Wen Xu Huawei Technologies, German Research Center, (2017), “Use Cases, Requirements, and Design Considerations for 5G V2X” [14] Michelle X Gong and Shiwen Mao, (2017), “ An Overview Of 3GPP Cellular Vehicle-To-Everything Standards” NGMN, (2018), V2X White Paper V1.0 NXP Semiconductors, IEEE802.11p ahead of LTE-V2V for safety applications Ronathan Rodriguez, (2015), Fundermentals Of 5G Mobile Network, John Wiley & Sons, Ltd [15] [16] [17] [18] Shanzhi Chen, Jinling Hu, Yan Shi, Ying Peng, Jiayi Fang, Rui Zhao, and Li Zhao, June 2017, Vehicle-to-Everything (v2x) Services Supported by LTE-based Systems and 5g, in IEEE Communications Standards Magazine, pp 70-76  ... C- V2X 5G C- V2X C C C Hỗ trợ V2V C C C Hỗ trợ V2P C C C Hỗ trợ V2I C giới hạn C C C C C Hỗ trợ dịch vụ đa phương tiện Khơng C C Hỗ trợ vùng phủ mạng Khơng C C Tích hợp tồn c u... nghệ C- V2X 1.4.1 Lộ trình chuẩn hóa c ng nghệ C- V2X Bảng Kế hoạch chuẩn hóa c ng nghệ C- V2X a) C- V2X pha b) C- V2X pha c) C- V2X pha 6 1.4.2 Kiến tr c hệ thống dịch vụ C- V2X Hình Kiến tr c hệ... Kiên, luận văn Nghiên c u c ng nghệ C- V2X hồn thành Vi c th c luận văn giúp h c viên c điều kiện nghiên c u sâu c ng nghệ mạng 4G/5G, kỹ thuật vô tuyến mới, xu hướng c ng nghệ dịch vụ đa dạng