Mô hình hóa và phỏng tạo các đặc tính kênh truyền car to car

Mô hình hóa và phỏng tạo các đặc tính kênh truyền car to car Mô hình hóa và phỏng tạo các đặc tính kênh truyền car to car Mô hình hóa và phỏng tạo các đặc tính kênh truyền car to car luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

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 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 Lương Tuấn Minh – SHHV: CB110878 Biểu đồ 7: BER hàm Eb/N0 tín hiệu 802.11a 802.11p qua kênh Rayleigh Model E Biểu đồ cho thấy lỗi tiêu chuẩn mơ hình khác nhau, kết đạt cho thấy 802.11p IEEE cho hiệu suất tốt IEEE 802.11a Hiệu BER IEEE 802.11p Mơ hình kênh A, B, C, E (Biểu đồ 10 11) Đối với IEEE 802.11a, thơng số BER cho mơ hình kênh E có lớn mơ hình kênh Model A, B, C, điều đồng nghĩa với trễ trung bình vượt chu kì 88 Lương Tuấn Minh – SHHV: CB110878 Biểu đồ 8: BER hàm Eb/N0 tín hiệu 802.11a với tốc độ mã hóa 1/2 so với kênh Rayleigh với mơ hình khác Biểu đồ 9: BER hàm Eb/N0 tín hiệu 802.11a với tốc độ mã hóa 3/4 so với kênh Rayleigh với mơ hình khác 89 Lương Tuấn Minh – SHHV: CB110878 Biểu đồ 10: BER hàm Eb/N0 tín hiệu 802.11p với tốc độ mã hóa 1/2 so với kênh Rayleigh với mơ hình khác Biểu đồ 11: BER hàm Eb/N0 tín hiệu 802.11p với tốc độ mã hóa 3/4 so với kênh Rayleigh với mơ hình khác 90 Lương Tuấn Minh – SHHV: CB110878 3.4 Kết luận chương Qua mô cho thấy thơng số BER IEEE 802.11p 802.11a có khác biệt Điều thừa nhận khác biệt băng thông hai tiêu chuẩn Thông số BER chuẩn 802.11p đánh giá tốt chuẩn IEEE 802.11a, việc sử dụng IEEE 802.11p kênh truyền fading cho thấy kết tốt sử dụng IEEE 802.11a Hệ thống truyền thông Car to Car phát triển để tăng tính an tồn hiệu đường Dữ liệu liên quan đến phần hệ thống áp dụng tiêu chuẩn truyền thông tin IEEE 802.11p, sử dụng băng tần số riêng phạm vi 5,885-5,905 GHz áp dụng phương pháp bảo mật cao Một điểm quan trọng mà chưa giải vấn đề trách nhiệm pháp lý thiệt hại phát sinh lỗi hệ thống dẫn đến tai nạn Các chứng lỗi người sử dụng hệ thống (chính xác khơng xác) khó xác định dễ dàng 91 Lương Tuấn Minh – SHHV: CB110878 CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT KÊNH TRUYỀN CAR TO CAR ỨNG DỤNG TẠI VIỆT NAM 4.1 Khảo sát tình hình sử dụng thiết bị truyền liệu Car to Car dải tần 5,8 Ghz dùng cơng nghệ DSRC 4.1.1.Tình hình sử dụng thiết bị truyền liệu dải tần 5,8 GHz giới Hiện thiết bị truyền dẫn liệu dải tần 5,8 GHz dùng cho hệ thống điều khiển thông tin giao thông ứng dụng công nghệ DSRC áp dụng hầu hết quốc gia Có tổ chức tiêu chuẩn phân chia theo khu vực giới: - ARIB (Châu Á, Bắc Thái Bình Dương) - CEN (Châu Âu) - ASTM (Bắc Mỹ) Hình 4.1 biểu đồ áp dụng công nghệ DSRC dùng hệ thống điều khiển thông tin giao thông khu vực giới, quốc gia lân cận lựa chọn hệ thống tiêu chuẩn cho tiêu chuẩn quốc gia Hình 4.1 Biểu đồ áp dụng công nghệ DSRC khu vực giới 92 Lương Tuấn Minh – SHHV: CB110878  Tại Mỹ thiết bị nhận dạng vô tuyến điện RFID 915 MHz (do GSM dùng dải tần 1900 MHz), dần nâng cấp lên thiết bị truyền dẫn liệu dải tần 5,9 GHz dùng công nghệ DSRC  Tại Châu Âu thiết bị truyền dẫn liệu dải tần 5,8 GHz dùng công nghệ DSRC (do GSM sử dụng dải tần 900 MHz)  Tại Nhật thiết bị truyền dẫn liệu dải tần 5,8 GHz dùng công nghệ DSRC theo chuẩn riêng, khơng tương thích với tiêu chuẩn Châu Âu Sau tình hình sử dụng thiết bị truyền dẫn liệu dùng hệ thống điều khiển thông tin giao thông thực tế số quốc gia tiêu biểu: i Nhật: có nhà cung cấp, anten bên đường có nhà cung cấpthiết bị truyền dẫn liệu dùng cơng nghệ DSRC chủ động (Active-DSRC), OBU có nhiều nhà cung cấp khác chung toàn mạng lưới đường Ngoài ra, mạng lưới đường gồm nhiều đoạn đơn vị vận hành đường khác đảm nhiệm ii Pháp: dùng thiết bị truyền dẫn liệu dùng công nghệ DSRC thụ động (PassiveDSRC), OBU anten bên đường có nhà cung cấp, OBU có nhà cung cấp khác chia sẻ đoạn đường cụ thể Tuy nhiên, OBU hai nhà cung cấp cịn lại khơng chia sẻ cần khai thác sử dụng riêng iii Đức: với trường hợp GPS/GSM/IR, xe qua trạm thu phí nhận GPS anten bên đường có tia hồng ngoại IR OBU anten bên đường có hai nhà cung cấp, nhiên hai nhà cung cấp không chia sẻ OBU với iv Hàn Quốc: 02 anten có tia hồng ngoại IR (Infrared) cho thiết bị truyền dẫn liệu dùng công nghệ DSRC lắp đặt đảo thu phí, anten sử dụng OBU xe chọn OBU DSRC có nhà cung cấp khác chia xẻ tuyến đường v Malaysia: OBU anten bên đường có tia hồng ngoại IR có 01 nhà cung cấp có chứng nhận hệ thống IR Khơng có chia sẻ cạnh tranh OBU nhà cung cấp 93 Lương Tuấn Minh – SHHV: CB110878 Bảng 4.1: So sánh khác thiết bị truyền liệu tốc độ cao, tốc độ thấp tốc độ trung bình dải tần 5,8 GHz TT Tiêu chuẩn thiết bị truyền liệu tốc độ cao dải tần 5,8 GHz Tiêu chuẩn thiết bị truyền liệu tốc độ thấp dải tần 5,8 GHz Phạm vi điều Tốc độ liệu chỉnh hướng lên hướng xuống lên đến Mbit/s Tốc độ liệu hướng lên hướng xuống lên đến 31,5 kbit/s Tài liệu viện dẫn Các yêu cầu kỹ thuật khối phátRSU ETSI ES 200 674-2 V1.1.1 (1999-02) Công suất xạ đẳng hướng tương đương Sai số tần số Mặt nạ phổ phát Phát xạ giả Các mục ETSI ES 200 674-1 V2.2.1 (2011-02) Công suất xạ đẳng hướng tương đương Sai số tần số Mặt nạ phổ phát Phát xạ giả Các yêu cầu kỹ Độ nhạy khả dụng thuật cực đại khối thu RSU Lỗi tín hiệu đầu vào mong muốn mức cao Mức suy giảm chất lượng Phát xạ giả Các yêu cầu kỹ thuật khối OBU Độ nhạy thiết bị OBU Truy nhập OBU Sai số tần số Phát xạ giả 94 Tiêu chuẩn thiết bị truyền liệu tốc độ trung bình dải tần 5,8 GHz Tốc độ liệu hướng lên hướng xuống lên đến 500 kbit/s/ 250 kbit/s ETSI EN 300 6741 v1.2.1 (2004-08) Công suất xạ đẳng hướng tương đương Sai số tần số Mặt nạ phổ phát Phát xạ không mong muốn Độ nhạy khả dụng cực đại Lỗi tín hiệu đầu vào mong muốn mức cao Mức suy giảm chất lượng Phát xạ giả Phát xạ giả Công suất xạ đẳng hướng tương đương Độ nhạy thiết bị OBU Truy nhập OBU Sai số tần số Sai số tần số Mặt nạ phổ phát Phát xạ giả Phát xạ không Lương Tuấn Minh – SHHV: CB110878 mong muốn máy phát Phát xạ giả máy thu 4.1.2 Tình hình sử dụng thiết bị truyền liệu dải tần 5,8 GHz Việt Nam Hầu hết thiết bị hoạt động dải tần 5,8 GHz Việt Nam hãng sản xuất Motorola, Intel, Cisco, Hewlett – Packard, Kapsch TrafficCom, Broadcom Ký hiệu Hãng sản xuất Loại thiết bị Dải tần 5700AP MOTOROLA Access point 5,8 GHz 5750SM MOTOROLA Backhaul Module 5,8 GHz TRX-1320-E KAPSCH TRAFFICCOM DSRC Single Lane 5,8 GHz Transceiver Bảng 4.2: Ký hiệu vài loại thiết bị hãng sản xuất có Việt Nam Năm 2010, Việt Nam sử dụng hệ thống điều khiển thông tin giao thông sử dụng công nghệ truyền thông tin cự ly ngắn dành riêng DSRC dải tần 5,8 GHz.Tại Thành phố Hồ Chí Minh, triển khai thành cơng dự án hệ thống thu phí điện tử ETC (Electronic Toll Collection) sử dụng công nghệ DSRC chủ động Bằng cách áp dụng công nghệ truyền thông vơ tuyến, hệ thống ETC đường có thu phí cho phép lái xe trả phí tự động mà không cần dừng lại cổng làm tăng lưu lượng đường, giảm ùn tắc giao thông cải thiện mức ô nhiễm môi trường nhờ giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ Thiết bị đặt vị trí cố định (RSU) dọc theo đường mà dự ánsử dụng làTRX-1320E, cịnthiết bị đặt phương tiện giao thơng (OBU) TS3203,và chưa có phản hồi việc thiết bị gây nhiễu đến thiết bị khác 95 Lương Tuấn Minh – SHHV: CB110878 4.2 Đề xuất mơ hình kênh truyền Car to Car cho Việt Nam 4.2.1 So sánh đặc tính kênh truyền Car to Car Đứng khía cạnh giao thức thiết bị mà nói hệ thống kênh truyền Car to Car chủ yếu dùng hai dạng hệ thống DSRC thụ động tần số tự 915MHz (RFID) DSRC băng tần đăng kí 5.8 (5.9) GHZ tùy khu vực với độ rộng băng 75 MHz Hình minh họa phân phối tần số khu vực ứng dụng hai loại Hình 4.2: Khu vực ứng dụng hai loại DSRC Từ hình 4.2 thấy DSRC 915MHz cho phạm vi ứng dụng hẹp đáng kể so với định dạng DSRC 5.8 (5.9) GHz cho tốc độ thấp (low bit rate) 0.5Mbps, đảm nhiệm dịch vụ toán cước theo loại xe, tốc độ bit 5.8 (5.9) GHz lên tới 27 Mbps đảm nhiệm thêm dịch vụ khác tương ứng với chức cần thiết ITS tin an tồn giao thơng, tình trạng tuyến, dịch vụ cấp cứu, chuyển tiếp liệu truy cập Internet lúc vận hành… 96 Lương Tuấn Minh – SHHV: CB110878 Hình 4.3: Các tiêu chuẩn DSRC giới DSRC có nhiều ứng dụng chủ yếu bao gồm: - Hệ thống cảnh báo khẩn cấp cho xe - Kết hợp với hệ thống đảm bảo vận tốc thích nghi, - Cảnh báo va chạm phía trước, - Tránh va chạm điểm giao cắt, - Cảnh báo xe khẩn cấp đến gần, - Thu phí điện tử Đặc biệt, ngồi chức giao tiếp xe thiết bị bên đuờng C2l (Car to infrastructure) DSRC 5.8 GHz (5.9 GHz), cho phép kết nối thông tin phương tiện tham gia giao thông đường C2C (Car to Car), hỗ trợ hệ thống lái tự động, chức nâng cao ITS (xem hình 3.8), chức thực DSRC 915MHz định dạng chủ động lẫn bị động Ngoài khả giao thoa đồng kênh (Co-channel interference) hệ thống DSRC 915 MHZ với hệ thống thông tin di động hoạt động băng tần có khả xuất khơng có DSRC 5.8 (5.9) GHZ 97 Lương Tuấn Minh – SHHV: CB110878 Tổng kết so sánh hai hệ thống trình bày vắn tắt bảng 4.2 Bảng 4.3: So sánh hai hệ thống DSRC 915 MHZ 5.8 (5.9) GHZ 4.2.2 Đề xuất tiêu chuẩn áp dụng cho hệ thống kênh truyền Car to Car Việt Nam Việt Nam nước có kinh tế phát triển, địa hình trải dài, nỗ lực xây dựng hệ thống đường cao tốc nối liền khu công nghiệp, khu kinh tế vùng, theo qui hoạch phát triển đường cao tốc Việt Nam phủ phê duyệt dự tính tới năm 2020 Việt Nam có 24 tuyến đường cao tốc với tổng chiều dài khoảng 2.381 Km Tuy nhiên ứng dụng ITS Việt Nam mẻ, mơ hình kênh truyền Car to Car không ngoại lệ, Bộ GTVT Việt Nam thảo luận lựa chọn tiêu chuẩn DSRC cho phù hợp Qua kết so sánh hai hệ thống DSRC đặc điểm ITS Việt Nam xây dựng hoàn toàn, việc lựa chọn tiêu chuẩn ứng dụng cho phù hợp hồn tồn chủ động Đứng khía cạnh kỹ thuật dễ dàng thấy sử dụng hệ thống DSRC 5.8GHz 802.11 cung cấp đầy đủ dịch vụ ITS trước mắt mở rộng sau hợp lý, hệ thống không yêu cầu thiết bị phần cứng mềm đặc thù tạo điều kiện mở rộng thị trường, nhà sản xuất thiết bị khác 98 Lương Tuấn Minh – SHHV: CB110878 tham gia cung cấp thiết bị, thúc đẩy công nghiệp điện tử nước phát triển Đồng thời băng tần 5.8 Việt Nam chưa có kế hoạch sử dụng nên thuận lợi việc phân phối tần số Đặc tính kỹ thuật tiêu chuẩn DSRC tóm tắt sau: - Độ băng tần: 75 MIIz (5.75O - 5.825 GHZ) - Phương pháp điều chế: QPSK OFDM (với hai kiểu tùy chọn 16 QAM va 64 QAM) (BPSK mào đầu) - Kênh: - 10 MHz (tùy chọn kết hợp kênh 10 20 MHz) - Tốc độ liệu: 6, 9, 12 18, 24, va 27 Mbps kênh 10 MHz channels (3 Mbps mào đầu) (hoặc 6.9 12, 18, 24, 36, 48 va 54 Mbps kênh 20 MHz channels (6 Mbps mào đầu) - Công suất phát lớn nhất: 28.8 dBm (tại anten vào) - Độ nhạy khối RSU OBU: -82 dBm (QPSK)/ -65 dBm (64QAM) Các tiêu chuẩn DSRC đầy đủ mô tả tiêu chuẩn IEEE đưa (cũng tương tự tiêu chuẩn chỉnh sửa truy cập không dây môi trường ô tô IEEE 802.11p) (1) IEEE 1609.0-2008 (draft) - IEEE Trial Use Standard for Wireless Access in Vehicular Environ- ments (WAVE) – Architecture (2) IEEE 1609.1-2006 - IE EE Trial-Use Standard for Wireless Access in Vehicular Environments (WAVE) - Resource Manages (3) IEEE 1609.2-2006 - IE EE Trial-US6'Standard for Wireless Access in Vehicular Environments (WAVE) - Security Services for Applications and Management Messages (4) IEEE 1609.3-2007 - IEEE Trial-USG SIarld8rd for Wireless Access in Vehicular Environments (WAVE) - Networking Services (5) IEEE 1609.4-2006 - IEEE Trial-Use Standard for wireless access in vehicular enviroments (Wave) – multi- channel operation 99 Lương Tuấn Minh – SHHV: CB110878 4.3 Kết luận chương Dựa sở phân tích đặc trưng kinh tế kĩ thuật khả phát triển hai hệ thống DSRC, từ đề xuất sử dụng lựa chọn tiêu chuẩn cụ thể hệ thống DSRC 5.8 GHz cho ITS Việt Nam nhằm đóng góp vào việc hồn thiện tiêu chuẩn ITS Việt Nam, khẩn trương tiến hành nghiên cứu xây dựng, góp phần đẩy nhanh trình ứng dụng ITS mạng đường cao tốc Việt Nam nhằm khai thác tối đa lực mạng đường, xe lưu thông đường, thúc đẩy phát triển kinh tế, công nghệ, giải tốt vấn đề môi trường… Việc xây dựng “Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia thiết bị truyền dẫn liệu tốc độ dải tần 5,8 GHz” cho truyền thông Car to Car cần thiết, dùng làm sở để phục vụ cho công tác quản lý, chứng nhận hợp quy, nhập thiết bị truyền dẫn liệu dải tần 5,8 GHz dùng cho viễn thông, công nghệ thông tin giao thông đường số cơng tác khác có liên quan Giá trị giới hạn tham số quy định dự thảo quy chuẩn xây dựng dựa giá trị giới hạn quy định tiêu chuẩn kỹ thuật gốc tổ chức chuẩn hóa quốc tế phù hợp với thiết bị hoạt động Việt Nam 100 Lương Tuấn Minh – SHHV: CB110878 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU Kết luận chung Như phân tích, việc nghiên cứu xây dựng mơ hình tiêu chuẩn kênh truyền Car to Ca rcho Việt Nam cần thiết vì, thứ mơ hình tiêu chuẩn kênh truyền Car to Car sở để triển khai hoạt động xây dựng ITS cho Việt Nam; thứ hai, hoàn cảnh Việt Nam, việc xây dựng hệ thống ITS nói chung, bao gồm hệ thống truyền thông Car to Car phụ thuộc vào nhiều nguồn vốn đầu tư nước ngồi, cần phải có kiến trúc thống để đảm bảo tính đồng bộ, tính tiên tiến, tính phù hợp điều kiện Việt Nam cho tất cảcác hệ thống ITS Dựa tham khảo mơ hình đặc tính kênh truyền Car to Car thử nghiệm số nước luận văn đề xuất mơ hình tiêu chuẩn kênh truyền Car to Car tổng thể cho xe lưu thông đường Việt Nam Kiến trúc đáp ứng yêu cầu đề tính phù hợp với tiêu chuẩn quốc tế điều kiện Việt Nam Tuy nhiên, khn khổ luận văn, mơ hình kênh truyền Car to Car đề dừng lại mức độ lựa chọn thơng số bản, cịn cần tiết hóa thêm nhiều yếu tố khác kiến trúc logic, kiên trúc vật lý Đây cơng việc lâu dài, địi hỏi phải tiếp tục nghiên cứu Hướng nghiên cứu Dựa kết ban đầu luận văn, nhiều vấn đề cần nghiên cứu phát triển:  Thiết kế chế tạo module trao đổi thông tin hiển thị thông tin xe sử dụng công nghệ DSRC  Thiết kế chế tạo module thu phát thông tin bên đường  Triển khai thực nghiệm mạng VANET cụ thể để đưa đánh giá cuối 101 Lương Tuấn Minh – SHHV: CB110878 TÀI LIỆU THAM KHẢO Beau Roodell, M.Imran Haye “Development of a Low-Cost Interface between Cell Phones and DSFIC- Based Vehicle Unit for Efficient Use of VII Infrastructure” Department of Electrizal and Computer Engineering University of Minnesoi a Duluth, July, 2009 Lee Amstrong "Dedicate Short Range Communications (DSRC) at 5.9 GHz" Amstrong Consulting, Inc (DOT, 2007) US DOT, "National ITS Architec- ture Website", Oct 20 J7 [4] (Fisher, 2007 W Fisher, “Development of DSFiC/WAVE Standards", IEEE 802.1107/2045rO, June 2007 L.H.Lan “Báo cáo tổng kết đề tài KC 03.21" University of Transport and communication 2009 Huang Wei " Giáo trình ITS đại cương” Dong- Nan University, July 2008 Hajime Teshiglahara “introduction of ETC in recent Japan” Nomura Fieseach institute 11/2010 Ðặng Quang Thạch, Các hệ thống cung cấp dịch vụ dựa vị trí, Tạp chí KHGTVT số 23 tháng 9/2008 Lê Hùng Lân (2006), Thuyết minh ðề tài NCKH cấp Nhà nýớc KC03-21, Hà Nội 10 Radu Popescu-Zeletin, Ilja Radusch and Mihai Adrian Rigani, Vehicular-2-X Communication State-of-the-Art and Research inMobile Vehicular Ad hoc Networks 11 Current Trends in Vehicular Ad Hoc Networks, Ghassan M T Abdalla, Mosa Ali AbuRgheff and Sidi Mohammed Senouci 12.Vehicular Ad hoc Networks (VANET) (Engineering and simulation of mobile ad hocrouting protocols for VANET on highways and in cities) Master’s Thesis in Computer Science, Rainer Baumann, ETH Zurich 2004, baumann@hypert.net, http://hypert.net/education 13 ETSI (2001) (http://www.etsi.org) 14 IEEE (2001) (http://www.ieee.org) European Institute Telecommunications of Electrical 102 and Standards Electronics Institute Engineers ... hệ thống truyền thông Car to Car, công nghệ thông tin vô tuyến ứng dụng làm kênh truyền Car to Car, lớp kiến trúc kênh truyền Car to Car Chương 3: Khảo sát đặc tính kênh truyền Car to Car Trình... kênh truyền Car to Car ứng dụng Việt Nam Phân tích mơ hình, đặc tính chi tiết kênh truyền Car to Car tiêu chuẩn hóa nghiên cứu phát triển ứng dụng, từ lựa chọn tiêu chuẩn kênh truyền Car to Car. .. 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 thông Car to Car 16 1.2 Các