Máy chủ ứng dụng
Công nghệ truyền thông
Kết nối hữu tuyến
Hình 2.1: Mô hình minh họa mô tả hệ thống mạng trong VANET [26]
Một mạng lƣới mạng xe hơi bao gồm 2 tầng hình 2.1 [26]. Ở tầng trên bao gồm các ứng dụng từ máy chủ (ASs) và các điểm nối RSUs. Những ứng dụng máy chủ này có thể kết nối với các điểm truy cập thông qua các kênh an toàn, chẳng hạn nhƣ lan truyền với các giao thức bảo mật (TLS) với 2 cách kết nối là sử dụng dây hoặc không dây. Ứng dụng máy chủ cung cấp dữ liệu cho các điểm truy cập và RSU thì sẽ cung cấp các dữ liệu cho các lớp thấp hơn - ở đây chính là những xe tham gia vào mạng lƣới. Tất cả các xe và Các RSU thì sẽ đƣợc đồng bộ hóa về mặt thời gian, Xe có thể giao tiếp với nhau và cũng có thể giao tiếp với RSU. RSU có khả năng tính toán cao hơn và độ tin cậy đƣợc xem nhƣ là tuyệt đối hơn vì toàn bộ dữ liệu của RSU đã đƣợc ứng dụng máy chủ Ass xử lí và cung cấp.
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Truyền thông Truyền thông Xe cộ Mạng hữu tuyến Điểm truy cập RSU Máy chủ
Hình 2.2: Minh họa hệ thống mạng sử dụng VANET.
Hình 2.2 trên minh họa một hệ thống mạng sử dụng VANET điển hình bao gồm các xe, các điểm truy cập trên đƣờng và một tập hợp các máy chủ,Phƣơng tiện di chuyển trên đƣờng bộ, chia sẻ môi trƣờng thông tin với nhau với các máy chủ thông qua các điểm truy cập.
Truyền thông Truyền thông Truyền thông Xe cộ CSDL & cảm biến xe MT nhúng OBU Xe hơi RSU Dịch vụ cố định DV cố định cơ sở & cung cấp Thực thể không tin cậy Nguồn dữ liệu bất kỳ
Nửa thực thể tin cậy Thực thể tin cậy
Quyền đăng ký
Hình 2.3: Mô tả chi tiết về mô hình của hệ thống.
Hình 2.3 trên mô tả chi tiết về mô hình của hệ thống. Khi một xe đăng kí sử dụng dịch vụ của VANET, hệ thống sẽ cấp một khóa (cách để phân biệt các xe trong hệ thống mạng) để tiện cho việc quản lí thông qua cơ quan kiểm soát (RA). Khi đó cơ quan RA có thể biết đƣợc những xe nào đang sử dụng dịch vụ và cũng tạo nên một sự an toàn khi sử dụng dịch vụ. Với một xe A đƣợc sử dụng hai giao
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
tiếp V2V và V2I sẽ có một mạch điều khiển và những thông tin về dữ liệu từ môi trƣờng (nhƣ là vị trí, tốc độ xe, vv...).
Khi truyền các thông tin liên lạc qua các giao tiếp cố định sẽ thống qua các đơn vị road side đƣợc kết nối với máy chủ thông qua thiết bị mạng. Tiếp đó máy chủ sẽ ghi lại các dữ liệu có đƣợc từ RSU và sau đó xử lí dữ liệu cùng với các nguồn thông tin ở khác nhƣ từ các trung tâm quản lí giao thông, các nhà sản xuất xe, trung tâm thời tiết, vv... Máy chủ cũng sẽ cung cấp về vị trí thông qua một dịch vụ gọi là SP. Dịch vụ này sẽ có chức năng cung cấp đầy đủ cho mạng VANET toàn bộ thông tin để qua đó những xe sử dụng biết đƣợc các thông tin cần thiết cho việc xử lí [25],[26],[8].
2.1.1.1 Hệ thống giao tiếp hai chiều.
Chế độ này cho phép kết nối giữa hai xe hoặc xe bên lề đƣờng để trao đổi thông tin hai chiều với nhau.
Hình 2.4: Hệ thống giao tiếp 2 chiều
Việc thực hiện chế độ hai chiều gồm 4 giai đoạn:
- Giai đoạn phát hiện.
- Giai đoạn kết nối.
- Giai đoạn trao đổi dữ liệu.
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
Các ứng dụng trong các giai đoạn trên cần đƣợc tiến hành minh bạch và nên đƣợc giải quyết bởi các lớp giao tiếp thấp hơn (Initiator). Xét hai xe trao đổi thông tin nhƣ trên hình. Điều kiện để 2 xe giao tiếp hai chiều với nhau:
- Xe X (Initiator) cần phải:
- Thực hiện các giai đoạn phát hiện.
- Xác định và lựa chọn một chiếc xe phù hợp.
- Gửi yêu cầu kết nối đến xe Y (Responder).
- Thực hiện một giao tiếp hai chiều giữa hai xe để trao đổi tin nhắn vào các thời điểm thích hợp.
- Xe Y (Responder) cần phải:
- Trả lời tất cả các yêu cầu kết nối.
- Xác thực và kiểm tra sự thật của các tin nhắn từ xe khác.
- Thực hiện một giao tiếp hai chiều giữa hai xe để trao đổi tin nhắn vào một thời điểm thích hợp.
Nhƣ vậy các Initiator cũng nhƣ các Responder có thể đóng kết nối bất cứ lúc nào. Do sự trao đổi thông tin hai chiều có một số nhƣợc điểm nhƣ phải chờ đợi sự chấp nhận sau khi thông tin đƣợc gửi đi nên dẫn tới sự chậm trễ có thể xảy ra và có thể chậm hơn nữa nếu thông tin phải chuyển đến nhiều xe nên chế độ này không thích hợp cho một số ứng dụng.
2.1.1.2 Chế độ giao tiếp dựa vào vị trí
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
Thông tin đồng thời chỉ lây lan với một nhóm xe ở một khu vực địa lý xác định nhƣ Geocast. Các thông tin đƣợc phổ biến duy nhất trong mạng lƣới của xe hoặc các đơn vị bên lề đƣờng xem nhƣ một chiếc xe cố định.
Chế độ này thực hiện qua hai giai đoạn:
- Discovery là giai đoạn mà một trong những đơn vi xe bên lề đƣờng quyết định gửi thông tic cho xe khác trong một khu vực cụ thể.
- Update là giai đoạn mà ngƣời tham gia cung cấp thông tin đƣợc gắn với các mong muốn của từng khu vực. Khi những chiếc xe nhận đƣợc thông tin thì tiến hành kiểm tra và quyết định giữ nó hay loại bỏ cho phù hợp.
- Xét hình vẽ trên xe X (Receiver) cần phải:
- Có đƣợc tin nhắn từ ngƣời gửi.
- Giãi mã các thông báo.
- Kiểm tra sự đúng đắn của các tin nhắn. - Xe Y (Sender) cần phải:
- Có đƣợc những thông tin (vị trí, vận tốc hoặc các thông tin lƣu trữ khác).
- Gói thông tin dữ liệu vào trong tin nhắn.
- Sử dụng một cơ chế Geocast để gửi tin nhắn cho các xe xung quanh. Nhƣ vậy chế độ này có:
- Ƣu điểm là truyền tải thông tin trong một khu vực cụ thể, có khả năng cung cấp các thông tin rất nhanh đến một số lƣợng xe lớn, giảm tải mạng và tiết kiệm thời gian cho phổ biến thông tin.
- Nhƣợc điểm của chế độ là chỉ truyền thông tin một cách có nghĩa là không có tƣơng tác với bên kia và không có xác nhận rằng thông tin đã truyền đến thành công chƣa.
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
2.1.1.3 Chế độ giao tiếp multi-hop dựa vào vị trí.
Chế độ giao tiếp Multi-hop
Hình 2.6: Mô tả chế độ giao tiếp Multi-hop dựa vào vị trí.
Nhu cầu về thông tin trong một chuỗi xe, từ xe này đến xe khác cần phải nhiều bƣớc nhảy mới đến đích. Để làm đƣợc điều này thì một thuật toán định tuyến là các xe phải tìm ngay một hop bên cạnh.
Trong chế độ định tuyến đòi hỏi có một cơ chế định vị trí của mỗi xe tham gia. Có hai định tuyến một là xác định vị trí các điểm đến, hai là chọn một trong các xe “hàng xóm” để kế tiếp thông tin.