3.3.2.1 Hướng nghiên cứu trong thời gian tới.
Ý tưởng tạo ra các liên kết giúp các phương tiện giao thông có thể giao tiếp với nhau và giao tiếp với hệ thống hạ tầng công cộng đã có từ rất lâu, thúc đẩy các nghiên cứu để hình thành nên mạng VANET dựa trên công nghệ IEEE 802.11p. Trong thời gian đầu sau khi chuẩn hóa IEEE 802.11p năm 2009, VANET đã được triển khai tại một số quốc gia phát triển tại châu Âu, Hoa Kỳ, Nhật Bản, Đài Loan, những quốc gia có hạ tầng phát triển và đồng bộ. Tuy nhiên, do những hạn chế của công nghệ IEEE 802.11p (như đã đề cập trong chương số 1), các hệ thống VANET rất khó phát triển rộng rãi với quy mô lớn, thêm nữa việc phát triển hệ thống RSU tiêu tốn kinh phí rất lớn. Chính vì thế, sự lựa chọn nền tảng hàng đầu dành cho V2X đến từ mạng thông tin di động tế bào, hệ thống thông tin đang có tốc độ phát triển mạnh mẽ trên toàn thế giới. Đặc biệt với thực tế thương mại hóa 4G đang diễn ra trên toàn cầu và hệ thống 5G cũng sẽ có mặt sắp tới đây, công nghệ C-V2X đã được chuẩn hóa năm 2017 và bắt đầu đi vào thử nghiệm triển khai ở các nước phát triển. GSA đã nghiên cứu và đưa ra báo cáo sơ bộ thị trường cùng sự tham gia của các nhà khai thác mạng các hãng thiết bị viễn thông, hãng công nghiệp điện tử, hãng công nghiệp ô tô [9].
Năm 2017 Việt Nam cũng nhanh chóng khai trương mạng 4G với ba nhà mạng lớn Vinaphone, Viettel, Mobifone, tạo động lực tốt cho nhiều ngành nghề kỹ thuật công nghệ khác, rút ngắn khoảng cách viễn thông so với các quốc gia khác. Tuy nhiên, công nghệ C-V2X hiện đang là một lĩnh vực khá mới tại Việt Nam, chủ yếu vẫn là các nghiên cứu đơn lẻ mang tính khái quát từ phía các trường đại học hoặc một vài đề cập mang tính khái niệm trong các hội thảo công nghệ viễn thông. C-V2X là một nhánh công nghệ mới mang đến nhóm dịch vụ hỗ trợ không thể thiếu trong tương lai, cùng với định hướng xây dựng hạ tầng giao thông hiện đại thông minh - một phần không tách rời của các thành phố thông minh (Smart City). C-V2X sẽ được triển khai hoàn hảo trên nền tảng đô thị thông minh, với hạ tầng giao thông thông minh và các ứng dụng tiện ích công cộng đồng bộ.
Theo quan điểm cá nhân, việc nghiên cứu sâu về công nghệ C-V2X và các nhóm dịch vụ V2X là một xu hướng tất yếu, cần có sự tham gia của nhiều đơn vị liên quan, sự định hướng rõ ràng của Chính Phủ. Từ đó, nhìn nhận thấy tính khả thi và sự cần thiết phải xây dựng hệ thống dịch vụ V2X trong tương lai.
Việt Nam nằm trong nhóm các nước có tốc độ phát triển viễn thông nhanh nhất thế giới. Hệ thống mạng 4G hiện tại của Việt Nam đang hoạt động theo chuẩn phát hành Release 11. Chính Phủ cũng đã yêu cầu các nhà khai thác mạng lên kế hoạch thử nghiệm 5G sớm nhất có thể. Dựa trên nền tảng mạng 4G có sẵn, các nhà mạng cũng đã có lộ trình nâng cấp hệ thống hiện tại lên các phát hành cao hơn tới Release 14, trước khi đặt viên gạch đầu tiên cho mạng thương mại 5G. Như vậy, nền tảng kỹ thuật là rất thuận lợi cho việc nghiên cứu, thử nghiệm và triển khai từng bước công nghệ C-V2X.
Căn cứ theo quyết định số 950/QĐ-TTg của Thủ Tướng Chính phủ “Phê duyệt Đề án phát triển đô thị thông minh bền vững Việt Nam giai đoạn 2018-2025 và định hướng đến năm 2030”, Việt Nam đã có những định hướng rõ nét trong công cuộc xây dựng các đô thị thông minh với đồng bộ cơ sở hạ tầng, giao thông thông minh,… Do đó, có cơ sở để tin tưởng rằng trong 7 đến 10 năm tới một số ứng dụng C-V2X nổi bật có thể được áp dụng tại Việt Nam. Dựa trên những nghiên cứu ban đầu về công nghệ C-V2X, luận văn này xin được đề nghị một số giải pháp định hướng để thúc đẩy khả năng hiện thực hóa C-V2X sớm hơn.
❖ Các nhà mạng cần có kế hoạch đẩy nhanh lộ trình nâng cấp mạng 4G hiện tại lên các phát hành cao hơn, trong khoảng 2-3 năm tới nhanh nhất có thể nâng cấp mạng lõi và mạng vô tuyến lên chuẩn Release 14. Bên cạnh đó, cần sớm triển khai phối hợp với các hãng viễn thông tiến hành thử nghiệm hệ thống 5G vào năm 2019 để sớm đưa vào thương mại hóa. Để đạt được mục tiêu sớm, rất cần có các cơ chế chính sách khuyến khích tạo điều kiện từ Bộ Thông tin Truyền thông.
❖ Dựa theo định hướng xây dựng đô thị thông minh của Nhà nước, các cơ quan liên quan cần có những chỉ đạo rõ ràng trong việc nghiên cứu, thử nghiệm và lộ
trình triển khai các nhóm ứng dụng, dịch vụ C-V2X cùng với sự tham gia của các viện nghiên cứu trường đại học, nhà khai thác mạng, các hãng công nghệ,…
❖ Tổ chức các hội thảo chuyên sâu về công nghệ C-V2X với sự tham gia của các hãng viễn thông lớn, hãng công nghiệp điện tử, ô tô,… thử nghiệm các giải pháp của đối tác, qua đó đánh giá tính khả thi, lựa chọn hướng đi phù hợp thực tế tại Việt Nam.
❖ Quảng bá rộng rãi công nghệ C-V2X cùng với những dịch vụ tiên tiến và lợi ích thiết thực, để từng bước công nghệ tiếp cận gần hơn với người sử dụng. Khi các nền tảng kỹ thuật từng bước hoàn thiện, có thể áp dụng từng bước các ứng dụng cơ bản của công nghệ, qua đó nâng cấp và đồng bộ dần cùng các giai đoạn tiếp theo.
❖ Nghiên cứu các kinh nghiệm triển khai tại các nước phát triển để áp dụng phù hợp tại Việt Nam
❖ Do nhóm dịch vụ V2X chủ yếu là dạng ứng dụng mang tính lợi ích công cộng, hỗ trợ xã hội phi thương mại, chi phí đầu tư lại lớn, nên có thể Nhà nước đóng vai trò cơ quan trung gian kết nối các bên tham gia chuỗi dịch vụ cho C-V2X cùng với chính sách ưu đãi tạo điều kiện, hoặc có thể nhà nước là đơn vị chủ quản triển khai các ứng dụng để dễ dàng thực hiện các chính sách và quyền điều hành.
3.3.2.2 Khả năng triển khai C-V2X tại Việt Nam.
Như đã đề cập ở trên, cùng với định hướng xây dựng đô thị thông minh của Việt Nam, tin tưởng rằng C-V2X có điều kiện để triển khai thực tế. Tuy nhiên, C- V2X thuộc nhóm công nghệ mức cao, được xây dựng trên các kỹ thuật công nghệ tiên tiến thuộc các lĩnh vực viễn thông, công nghệ thông tin, điển tử, ô tô,… Do đó, C-V2X chỉ có thể được xây dựng và vận hành tốt trên hệ thống hạ tầng đô thị thông minh hoàn chỉnh. Đối với Việt Nam, chúng ta còn rất nhiều năm nữa để tiến tới các đô thị thông minh hoàn chỉnh, nhưng không hẳn là C-V2X sẽ không khả thi. Tùy vào điều kiện cụ thể, sẽ có những giải pháp và lộ trình phù hợp để có thể triển khai C-V2X tại Việt Nam.
a) Một số đặc điểm điển hình hạ tầng giao thông Việt Nam.
❖ Quy hoạch hạ tầng hệ thống giao thông đường bộ thiếu đồng bộ, mang tính chắp vá thời vụ.
❖ Quỹ đất phát triển hạ tầng giao thông hạn hẹp, chi phí vốn đầu tư eo hẹp. ❖ Hạ tầng giao thông chất lượng kém, xuống cấp nhanh chóng, lạc hậu.
❖ Phương tiện tham gia giao thông chủ yếu là phương tiện cá nhân đặc biệt là xe máy, cùng với ý thức giao thông kém tạo ra tình trạng giao thông hỗn loạn, lộn xộn, ùn tắc nghiêm trọng vào giờ cao điểm.
❖ Còn tồn tại nhiều hạn chế yếu kém trong điều hành quản lý giao thông.
Trên đây là một số đặc điểm hạn chế điển hình của hạ tầng giao thông Việt Nam. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, nhà nước đã tập trung nhiều nguồn lực để tăng cường cải thiện hệ thống hạ tầng giao thông cũng như công tác tuyên truyền quảng bá luật và văn hóa giao thông. Chất lượng hạ tầng và tình trạng tai nạn giao thông đã được cải thiện rõ rệt.
b) Các dịch vụ V2X có thể triển khai giai đoạn đầu tại Việt Nam
Hiện tại hệ thống mạng di động tại Việt Nam mới chỉ triển khai tới LTE Release 11, chưa đủ điều kiện có thể triển khai các dịch vụ chuẩn C-V2X, đó là vấn đề của tương lai khi các hàng rào kỹ thuật được hoàn chỉnh. Tuy nhiên, một số nhóm dịch vụ mang tính sơ khai có thể được triển khai trong giai đoạn đầu dựa trên mạng WCDMA/LTE-A, với điều kiện các phương tiện được trang bị module có thể giao tiếp với mạng.
❖ Dịch vụ đỗ xe thông minh và thu phí tự động: Bên thứ 3 sẽ xây dựng dịch vụ và máy chủ ứng dụng, liên kết cấp phép với cơ quan quản lý hạ tầng, dựa trên nền tảng mạng di động, để cung cấp dịch vụ đỗ xe và thu phí tự động. ❖ Dịch vụ thông tin giao thông và du lịch: tương tự như trên. Đây là nhóm dịch
vụ công ích, giúp cho phương tiện tiếp cận kịp thời với các thông tin cần thiết.
❖ Các dịch vụ cảnh báo và an toàn trên các hạ tầng giao thông mới hiện đại như các khu đô thị mới, đường cao tốc, khu kinh tế đặc thù,… Tại đây, ngoài xây dựng hệ thống hạ tầng đồng bộ, hiện đại, ứng dụng công nghệ thông tin trong quản lý vận hành, thì cũng cần xây dựng thử nghiệm hệ thống giám sát giao thông hiện đại, cảnh báo nguy cơ hay các sự cố giao thông cho các phương tiện trong khu vực.
3.4 Kết luận chương.
Trong chương này đã trình bày được các giải pháp kỹ thuật cơ bản hỗ trợ cho việc triển khai C-V2X, cũng như các nhóm dịch vụ cơ bản tiềm năng. LTE-V2X có thể vận hành linh hoạt các kịch bản ứng dụng thông qua hai giao diện Uu và PC5, trên dải tần 2GHz và 6GHz. Qua đó có thể cung cấp các dịch vụ thông tin và dịch vụ an toàn mức cơ bản, với sự tham gia của cơ chế MBMS. Bước đầu, LTE-V2X sẽ hình thành nên mạng lưới dịch vụ giản đơn, tiện dụng, dễ sử dụng dễ tiếp cận với phần đông người sử dụng, yếu tố lợi ích công cộng cũng được nhấn mạnh đặc biệt. Đối với 5G-V2X, sự phát triển của C-V2X đã đạt đến một bước ngoặt mới. Với nhiều kỹ thuật vô tuyến mới, 5G sẽ mang đến nhiều giải pháp kỹ thuật hơn dành cho C-V2X, trong chương này đã trình bày một số giải pháp cơ bản như mmWave, VVLC. Với những tiến bộ kỹ thuật vượt trội hơn như đã trình bày, 5G-V2X cũng mang đến những nhóm dịch vụ tiên tiến đòi hỏi chất lượng cao gần như tuyệt đối, các chủ thể tham gia vào xây dựng và vận hành dịch vụ cũng linh hoạt và đa dạng. Đặc biệt, với những nghiên cứu ban đầu về C-V2X, luận văn cũng đã có một số nhận định về hướng giải pháp và tính khả thi của các dịch vụ C-V2X đối với thị trường Việt Nam.
KẾT LUẬN
C-V2X là một công nghệ rất mới và tiềm năng, nhiều quốc gia phát triển trên thế giới cũng đang xây dựng phương án và lộ trình thử nghiệm C-V2X tại một số khu vực có hạ tầng thông minh hiện đại, Việt Nam cũng sẽ không nằm ngoài xu hướng đó. Sự phát triển của mạng di động 4G/5G đang được đẩy mạnh, thậm chí còn có sự chạy đua triển khai 5G giữa các quốc gia phát triển nhằm chiếm lấy ưu thế về nền tảng kỹ thuật công nghệ phục vụ cho phát triển kinh tế. Xu hướng tận dụng nền tảng mạng viễn thông để phát triển kỹ thuật công nghệ là tất yếu. Hạ tầng giao thông Việt Nam tuy còn lạc hậu và quy hoạch thiếu đồng bộ, tuy nhiên với định hướng mạnh mẽ của Chính phủ trong triển khai đề án đô thị thông minh, chúng ta có thể tin tưởng rằng C-V2X sẽ sớm được hiện thực hóa phần nào trên các khu vực đô thị hiện đại, thông minh tại Việt Nam.
Sau mội thời gian nghiên cứu, tham khảo các tài liệu, và được sự chỉ dẫn tận tình của TS. Trương Trung Kiên, luận văn “Nghiên cứu công nghệ C-V2X” đã hoàn thành. Việc thực hiện luận văn này đã giúp học viên có điều kiện nghiên cứu sâu hơn các công nghệ mạng 4G/5G, các kỹ thuật vô tuyến mới, các xu hướng công nghệ và dịch vụ mới đa dạng đang được quan tâm trên thế giới. Bên cạnh đó, học viên cũng trau dồi cập nhật được kiến thức mới, phương pháp học tập nghiên cứu chuyên sâu. Tuy nhiên do bản thân còn nhiều hạn chế, học viên rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô giáo và các đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn.
Hướng nghiên cứu tiếp theo: Học viên tiếp tục tìm hiểu các kỹ thuật vô
tuyến mới có thể áp dụng làm giải pháp kỹ thuật cho C-V2X cũng như các kịch bản ứng dụng mới. Nghiên cứu sâu hơn các chỉ dẫn kỹ thuật trong hệ thống chuẩn hóa C-V2X của 3GPP, cập nhật thông tin các bài báo quốc tế, hội thảo chuyên đề về C- V2X, nắm bắt tình hình triển khai C-V2X trên thế giới, đúc rút kinh nghiệm để có thể xây dựng các đề xuất phù hợp với Việt Nam trong các báo cáo nghiên cứu tiếp theo.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] 5G Americas White Paper, March 2018, Cellular V2X Communications
Towards 5G.
[2] 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
[3] 3GPP, Service requirements for V2X services, in 3GPP TS 22.185 version 14.3.0 Release 14
[4] 3GPP, Study on LTE-based V2X Services, in 3GPP TR 36.885 V14.0.0 (2016.06)
[5] 5G Americas White Paper, October 2016, V2X Cellular Solutions.
[6] 5G Automotive Association, The Case for Cellular V2X for Safety and Cooperative Driving.
[7] 5GCAR, (2017), 5GCAR Scenarios, Use Cases,Requirements and KPIs.
[8] 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”
[9] GSA, (2018), C-V2X Market Report.
[10] GSMA, Cellular VehiCle-to-eVerything (C-V2X) Enabling Intelligent
Transport.
[11] 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),
[14] Michelle X. Gong and Shiwen Mao, (2017), “ An Overview Of 3GPP Cellular Vehicle-To-Everything Standards”.
[15] NGMN, (2018), V2X White Paper V1.0.
[16] NXP Semiconductors, IEEE 802.11p ahead of LTE-V2V for safety applications
[17] Ronathan Rodriguez, (2015), Fundermentals Of 5G Mobile Network, John Wiley & Sons, Ltd.
[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.
[19] Christian Hoymann, David Astely, Magnus Stattin, Gustav Wikström, Jung-Fu (Thomas) Cheng, Henning Wiemann, Niklas Johansson, Mattias Frenne, Ricardo Blasco, Joerg Huschke, Andreas Höglund, Fredrik Gunnarsson, LTE