Như đã đề cập trong chương số 1, công nghệ C-V2X được xây dựng phù hợp để hỗ trợ các nhóm dịch vụ liên quan đến an toàn giao thông, tối ưu hóa hiệu quả khai thác hạ tầng giao thông và kết hợp cung cấp các dịch vụ thông tin giải trí nâng cao nhờ vào ưu thế của mạng di động băng rộng tốc độ cao.
Các chuẩn hóa kỹ thuật đầu tiên của C-V2X được xây dựng trên nền tảng 3GPP Release 14, có thể coi là thế hệ mạng 4.5G. Do đó các giải pháp kỹ thuật cho dịch vụ C-V2X dựa chủ yếu trên nền tảng mạng truy nhập vô tuyến LTE và công nghệ IEEE 802.11p, hoạt động trên các băng tần 2 GHz và băng tần 6 GHz không cần cấp phép, thông qua hai giao diện Uu và PC5 tương ứng. Do tích chất của dải tần thấp và băng thông kênh chưa đủ lớn nên tốc độ dữ liệu trên giao diện vô tuyến vẫn còn hạn chế, độ trễ vẫn tương đối cao. Do đó, với các giải pháp kỹ thuật hiện có dành cho các dịch vụ V2X trên nền tảng mạng LTE chỉ có thể đáp ứng cho các dịch vụ thông tin an toàn cơ bản, bổ sung một số dịch vụ thông tin giải trí, giao thông và môi trường,…
Để hiện thực hóa các kịch bản ứng dụng phức tạp cho C-V2X với các yêu cầu rất cao về tốc độ dữ liệu, độ trễ cực thấp, độ tin cậy cao gần như tuyệt đối, các nhà nghiên cứu kì vọng mạng 5G-NR sẽ mang đến những giải pháp kỹ thuật hiệu quả. Phát hành 3GPP Release 15 khởi đầu mạng 5G-NR áp dụng các công nghệ vô tuyến mới vượt trội hơn như mmWave, VLC,… cùng các công nghệ mới như vô tuyến nhận thức, IoT, mạng cảm biến phức tạp cùng với trí tuệ nhân tạo, dữ liệu lớn,… sẽ góp phần hoàn thiện việc xây dựng các kịch bản dịch vụ C-V2X cải tiến, với nhiều các ứng dụng an toàn nâng cao, các dịch vụ thông tin thời gian thực, video trực tiếp,…
Dưới đây là một số so sánh thể hiện khả năng hỗ trợ của các giải pháp kỹ thuật trên nền tảng mạng LTE và 5G-NR dành cho các nhóm kịch bản dịch vụ V2X.
Bảng 3.1 So sánh khả năng hỗ trợ của các công nghệ đối với các kịch bản ứng dụng của dịch vụ V2X. [13]
Dạng kịch bản ứng dụng LTE-V2X 802.11p mmWave VVLC
Nhận thức hợp tác
Cảnh báo phương tiện khẩn cấp Cảnh báo va chạm phía trước
✓✓ ✓✓ ✓✓ ✓✓ - ✓ - ✓ Cảm biến hợp tác
Nhìn xuyên qua (chia sẻ camera) Chia sẻ cảm biến ✓ ✓ ✓ ✓ ✓✓ ✓ ✓ ✓ Chuyển động hợp tác
Đoàn phương tiện (Platooning) 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 bộ dễ tổn
thương ✓ ✓ - -
Hiệu quả giao thông ✓✓ ✓ - -
Lái xe có điều khiển từ xa ✓ - - -
Trong bảng 3.1 trên:
• “✓✓”: thể hiện công nghệ phù hợp hỗ trợ cho kịch bản ứng dụng và các yêu cầu trong mọi trường hợp.
• “✓”: thể hiện công nghệ phù hỗ trợ cho kịch bản ứng dụng và một số yêu cầu chất lượng trong một vài điều kiện cụ thể.
• “-”: thể hiện công nghệ không phù hợp.
Nhìn vào bảng so sánh trên có thể thấy, công nghệ mạng LTE và IEEE 802.11p là giải pháp phù hợp với rất nhiều nhóm kịch bản ứng dụng, nhờ vào việc đảm bảo được các yêu cầu kỹ thuật cần thiết. Quan trọng hơn, nhờ vào vùng phủ sóng mạng rộng khắp và các tiêu chuẩn kỹ thuật cải tiến của 3GPP Release 14 có
thể đáp ứng tốt các yêu cầu của V2X. Đối với mạng 5G-NR, xây dựng dựa trên nền tảng mạng LTE hiện có, áp dụng các kỹ thuật vô tuyến mới trên các dải tần số cao, mạng 5G sẽ tập trung giải quyết các vấn đề liên quan đến đòi hỏi tốc độ dữ liệu cao, độ trễ thấp và tính tin cậy cao, đặc biệt là tính thời gian thực. Ví dụ như, với kịch bản “Nhìn xuyên qua”, mmWave sẽ hỗ trợ việc chia sẻ camera hành trình của các xe phía trước với xe phía sau với tốc độ dữ liệu cao và thời gian thực.
Trên thực tế xây dựng mạng lưới, các nhà khai thác sẽ nâng cấp dần mạng lưới hiện có từ 3G lên 4G và 5G. Việc triển khai mạng 5G trên nền tảng mạng 4G sẵn có sẽ giúp tiết kiệm chi phí, tối ưu hóa vùng phủ sóng di động, từ đó tận dụng được các ưu thế của mạng LTE/5GNR để triển khai các dịch vụ di động và dữ liệu gia tăng phù hợp, C-V2X cũng là một trong số đó. Trong tương lai, các dịch vụ C- V2X có thể được coi là một trong các dịch vụ chủ chốt trên nền tảng mạng di động LTE/5GNR.
Hình 3. 10 Mạng đa công nghệ truy nhập vô tuyến hỗ trợ các kịch bản ứng dụng V2X.
Hình 3.10 thể hiện mô hình tồn tại song song của mạng LTE/5GNR cùng với các giải pháp kỹ thuật chính đã được trình bày trong chương này.