3.1.2.1 V2X hoạt động dựa trên giao diện PC5
(a) 2V E-UTRAN SL E-UTRAN SL UE (RSU) (b) V2I E-UTRAN SL UE (RSU) E-UTRAN SL (c) V2P E-UTRAN SL
Hình 3. 4 Kịch bản V2X hoạt động dựa trên giao diện PC5.
• Với V2V: các đầu cuối UE là các module tích hợp trên xe
• Với V2I: các đầu cuối UE là các bộ thu phát tích hợp trên các dạng RSU
• Với V2P: Các đầu cuối UE là thiết bị di động cầm tay của người bộ hành. Một số khía cạnh mạng truy nhập vô tuyến cho vận hành V2X dựa trên giao diện PC5:
❖ Băng tần hoạt động: 6 GHz / 2 GHz
• Trường hợp 1: Trong vùng LTE nhưng các UE tự động cấp tài nguyên, các UE phải được cấu hình trước các tham số vô tuyến hoặc cấu hình bán tĩnh
• Trường hợp 2: mạng LTE cấp phát tài nguyên cụ thể hoặc cấp phát động cho UE qua kênh báo hiệu, sau đó các UE giao tiếp với nhau qua giao diện PC5
❖ Sử dụng đa sóng mang
• Trường hợp 1: Các UE sẽ giao tiếp trên PC5 sử dụng sóng mang đơn
• Trường hợp 2: Các UE sẽ giao tiếp trên PC5 sử dụng nhiều sóng mang với tính năng ghép sóng mang.
❖ Các mô hình vận hành
• Trường hợp 1: Các UE cùng chung nhà khai thác mạng
• Trường hợp 2: Các thiết lập tài nguyên trên PC5 được chia sẻ bởi các UE đăng kí thuộc các nhà mạng khác nhau, khi đó các UE vẫn có thể thu phát trên cùng sóng mang, các nhà mạng sẽ có các thiết lập liên kết chung.
• Trường hợp 3: Các UE được đăng kí bởi các nhà mạng khác nhau sẽ được cấp phát tài nguyên riêng, UE sẽ phát trên sóng mang khác nhau mà nó được cấp.
❖ Giao diện PC5 cùng vận hành song song với giao diện Uu
• Trường hợp 1: với sóng mang đã được chỉ định cho V2X, thì không có lưu lượng đường lên (Uu) trên các sóng mang đang dùng cho giao diện PC5
• Trường hợp 2: Sóng mang được chỉ định cho V2X sẽ được chia sẻ cùng với giao diện Uu.
3.1.2.2 V2X hoạt động dựa trên giao diện Uu
Trong kịch bản này, các ứng dụng V2X sẽ hoạt động chỉ dựa trên giao Uu của mạng LTE, giao diện Uu đóng vai trò báo hiệu điều khiển, cấp phát tài nguyên, trao đổi thông tin dữ liệu dịch vụ. [4]
(a) V2V E-UTRAN UL DL E-UTRAN (RSU) UL (b) V2I E-UTRAN (RSU) DL E-UTRAN UL DL (c) V2P E-UTRAN UL DL Application server UL (d) V2N DL Application server
• Với V2V và V2P, một UE sẽ phát bản tin V2X tới E-UTRAN trên đường lên, sau đó E-UTRAN sẽ phát chuyển tiếp nó tới nhiều UE khác trong cùng khu vực trên đường xuống theo cơ chế phát quảng bá.
• Với V2I, một UE sẽ phát bản tin V2I tới E-UTRAN (khi này, eNodeB sẽ có dạng như RSU), sau đó E-UTRAN sẽ phát chuyển tiếp nó tới nhiều UE khác trong cùng khu vực lân cận, tương tự như trên.
• Với V2N, UE sẽ trao đổi dữ liệu với máy chủ ứng dụng thông giao diện Uu. Một số khía cạnh mạng truy nhập vô tuyến đối với hoạt động của V2X dựa trên giao diện Uu trong kịch bản ứng dụng này như sau:
❖ Băng tần hoạt động: 6 GHz / 2 GHz
❖ Triển khai trạm gốc LTE tham gia vào việc điều khiển tài nguyên.
• Thông qua trạm gốc LTE để báo hiệu, điều khiển và kiểm soát tài nguyên vô tuyến cấp phát cho cả đường lên và đường xuống.
❖ Sử dụng đa sóng mang
• Với đường lên: có 2 lựa chọn
- UE thực hiện phát bản tin V2X hướng lên trên 1 sóng mang đơn - UE thực hiện phát bản tin V2X hướng lên trên nhiều sóng mang
• Với đường xuống: có 2 lựa chọn
- UE thu nhận bản tin V2X đường xuống trên 1 sóng mang đơn - UE thu nhận bản tin V2X đường xuống trên nhiều sóng mang ❖ Các mô hình vận hành
• Trường hợp 1: kịch bản hoạt động với duy nhất 1 nhà khai thác mạng
• Trường hợp 2: Các thiết lập cấp phát sóng mang được chia sẻ bởi các UE đăng kí dịch vụ thuộc các nhà mạng khác nhau. Trong trường hợp này, UE sẽ phát trên sóng mang được chia sẻ hướng lên và thu trên sóng mang được chia sẻ hướng xuống.
• Trường hợp 3: Mỗi nhà mạng cấp phát sóng mang khác nhau cho cả hướng lên và hướng xuống. Trong trường hợp này, một UE chỉ phát trên
sóng mang mà nó được cấp bởi nhà mạng đã đăng kí, ở hướng xuống nó có thể thu trên nhiều sóng mang khác nhau và cả của nhà mạng khác. Cũng có thể thiết lập 1 tập các sóng mang được chia sẻ dành cho hướng xuống.
❖ Vận hành song song hai giao hiện Uu và PC5:
• Trường hợp 1: Không có lưu lượng giao diện PC5 trên sóng mang đã cấp phát cho giao diện Uu
• Trường hợp 2: Sóng mang hướng lên giao diện Uu có thể được chia sẻ với giao diện PC5.
❖ Các UE được phục vụ bởi một hay nhiều eNodeB:
• Trường hợp 1: Việc thu trên hướng lên và phát trên hướng xuống đối với cùng 1 bản tin V2X sẽ được thực hiện bởi cùng 1 eNodeB.
• Trường hợp 2: Việc thu trên hướng lên và phát trên hướng xuống đối với cùng 1 bản tin V2X có thể được thực hiện bởi các eNodeB khác nhau. Cụ thể, việc thu nhận bản tin V2X hướng lên được thực hiện bởi 1 eNodeB, việc phát quảng bá lại bản tin V2X đó có thể được thực hiện bởi các eNodeB khác nhau, kể cả eNodeB đã thu bản tin đó.
3.1.2.3 V2X hoạt động dựa trên đồng thời hai giao diện PC5/Uu
Kịch bản này sẽ hỗ trợ cho V2V sử dụng đồng thời hai giao diện Uu và PC5 ❖ Trong kịch bản 1, một UE sẽ phát 1 bản tin V2X tới các UE khác trong khu
vực trên giao diện PC5. Một trong các UE thu được bản tin là UE tích hợp trên RSU, sẽ phát chuyển tiếp bản tin đó tới E-UTRAN trên đường lên giao diện Uu. Sau khi thu nhận được bản tin từ RSU, E-UTRAN sẽ phát theo cơ chế quảng bá trên đường xuống giao diện Uu cho tất cả các UE trong cùng khu vực nhận được.
❖ Trong kịch bản 2, một UE phát một bản tin V2X tới E-UTRAN trên đường lên giao diện Uu, sau đó E-UTRAN sẽ chuyển tiếp bản tin đó theo cơ chế quảng bá tới 1 hay nhiều RSU (có tích hợp UE), RSU sẽ phát quảng bá bản tin V2X tới nhiều UE khác trong cùng khu vực trên giao diện PC5.
Hình 3.6 Kịch bản V2X hoạt động dựa trên đồng thời giao diện Uu/PC5.
Một số khía cạnh mạng truy nhập vô tuyến đối với hoạt động của V2X dựa trên giao diện Uu/PC5 trong kịch bản ứng dụng này như sau:
❖ Băng tần hoạt động:
• Với PC5: Có thể áp dụng cả 2 dải tần như trình bày trong mục (3.1.2.1)
• Với Uu: Có thể áp dụng cả 2 dải tần như trình bày trong mục (3.1.2.2) Tuy nhiên, trong kịch bản này sẽ thực hiện áp dụng dải tần 6 GHz cho PC5 và dải tần 2 GHz cho Uu
❖ Triển khai trạm gốc LTE tham gia vào việc điều khiển tài nguyên.
• Với PC5: Tương tự như các trường hợp ở mục (3.1.2.1)
• Với Uu: Tương tự như các trường hợp ở mục (3.1.2.2) ❖ Sử dụng đa sóng mang
• Với PC5: Tương tự như các trường hợp ở mục (3.1.2.1)
• Với UL – Uu: Tương tự như các trường hợp ở mục (3.1.2.2) dành cho UL
• Với DL – Uu: Tương tự như các trường hợp ở mục (3.1.2.2) dành cho DL ❖ Các mô hình vận hành
• Với PC5: Tương tự như các trường hợp ở mục (3.1.2.1)
• Với Uu: Tương tự như các trường hợp ở mục (3.1.2.2)
• Với cả Uu/PC5 đồng thời
- Trường hợp 2: sóng mang cấp cho PC5 và Uu thuộc các mạng khác nhau, trường hợp này thì sóng mang đường lên và đường xuống của Uu phải cùng thuộc 1 nhà mạng.
❖ Vận hành song song hai giao hiện Uu và PC5: có 2 trường hợp áp dụng
• Trường hợp 1: Sóng mang được chỉ định cho V2X khi giao tiếp trên PC5 sẽ khác sóng mang cấp phát cho UL/Uu.
• Trường hợp 2: Sóng mang sẽ được cấp phát chia sẻ dùng chung cho PC5 và UL/Uu.
❖ Các UE được phục vụ bởi một hay nhiều eNodeB: tương tự như trường hợp áp dụng ở kịch bản mục (3.1.2.2)