CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ
4.1 Mô phỏng trên simulink
Hình 4.1 thư viện VANET trên simulink
Lớp MAC trong mạng xe cộ được xác định trong các giao thức Truy cập không dây
dụng Truy cập kênh phân phối nâng cao cho mục đích Chất lượng dịch vụ (QoS). EDCA phân loại tất cả các tin nhắn trong cùng một kênh thành 4 mức độ ưu tiên, các tin nhắn có mức độ ưu tiên khác nhau có thời gian trì hoãn truy cập kênh khác nhau. Mục đích
thiết kế của EDCA là cho phép thông báo có mức ưu tiên cao hơn được truy cập kênh thường xuyên hơn
Mạng phương tiện bao gồm liên lạc giữa xe với xe (V2V) và liên lạc giữa xe với cơ sở hạ tầng (V2I). Trong giao tiếp V2V, Bộ phận trên xe (OBU) giao tiếp trực tiếp với OBU từ các phương tiện khác. Trong giao tiếp V2I, OBU giao tiếp với các Đơn vị bên đường (RSU) được cài đặt trong cơ sở hạ tầng tĩnh dọc đường.
Như trong Hình 4.1, hai khối MAC được tạo để hỗ trợ OBU và RSU riêng biệt.
Lớp PHY trong mạng xe cộ được xác định trong tiêu chuẩn Truyền thông tầm ngắn
chuyên dụng (DSRC). Kênh không dây có nguồn gốc từ giao thức IEEE 802.11a hoạt động trên tần số 5GHz với băng thông kênh 10 MHz. Nói một cách đại khái, kênh không dây của mạng xe cộ dựa trên Wi-Fi và đây là một công nghệ hoàn thiện đến mức hộp
công cụ MATLAB có tên là Hộp công cụ hệ thống WLAN hỗ trợ đầy đủ tất cả các tính năng của lớp PHY.
Người dùng có thể tạo các nút mạng phương tiện bao gồm phương tiện và cơ sở hạ tầng giao thông bằng cách kéo và kết nối các khối cần thiết từ ngăn xếp mạng phương tiện với nhau. Phần dưới (màu vàng) trong Hình 4.1 chứa một số nút mạng xe cộ được tạo. Ví dụ: khối phương tiện được tạo bởi cả khối lớp APP và khối lớp MAC. Người dùng có thể chọn các khối đã hoàn thiện để bắt đầu mô phỏng nhanh hoặc tạo các khối của riêng mình theo yêu cầu.
Khối xe có các thông số sau:
• VehicleID: Một mô hình giao thông thường bao gồm nhiều phương tiện, mỗi phương tiện được xác định bằng một id duy nhất, tức là VehicleID. VehicleID được khởi tạo khi bắt đầu mô phỏng. Tất cả thông tin giao thông trong quá trình mô phỏng bao gồm
tốc độ, gia tốc, vị trí đều được phân loại theo ID xe.
• Tốc độ ban đầu (Km/h): Người dùng có thể đặt tốc độ ban đầu khi bắt đầu mô phỏng.
Tốc độ ban đầu phải là thang đo dương trong phạm vi từ 0 đến giới hạn tốc độ.
• Giây từ 0-100 Km=h: Gia tốc được tính theo thời điểm xe tăng tốc từ 0 lên 100 Km=h.
Giá trị gia tốc điển hình phải nằm trong khoảng từ 5 đến 10 Km=h2.
• Số làn ban đầu (1-4): Ở phiên bản hiện tại, VANET Toolbox hỗ trợ lưu lượng tối đa 4 làn. Người dùng có thể chọn làn đường ban đầu từ tham số này.
•
• Vị trí ban đầu Y: một làn có hai làn phụ, làn chậm và làn nhanh. Vị trí Y quyết định làn đường phụ nào mà xe bắt đầu lái.
Hình 4.2 demo 4 xe đa kênh
Hình 4.3 Mạng xe đa kênh
Hình 4.4 lớp Mac đa kênh
Các giao thức phản ứng ban đầu không được thiết kế cho đặc tính có tính di động cao
trong quá trình khám phá tuyến đường. Do sự sửa đổi linh hoạt của VANET, điều này thay đổi rất thường xuyên do sự cố gây ra việc phát sóng quá mức và làm ngập toàn bộ mạng để phát hiện các tuyến đường mới. Ngoài ra, việc định tuyến ban đầu cần một chút thời gian và độ trễ này có thể dễ dàng thay đổi mọi thứ. Vì những lý do này, các giao thức phản ứng điển hình, ở định dạng hiện tại, không hoàn toàn phù hợp với các ứng dụng quan trọng về thời gian như tránh va chạm hợp tác (CCA). Phòng tránh va chạm hợp tác là một lớp ứng dụng an toàn quan trọng trong VANET, nhằm mục đích đưa ra cảnh báo sớm hơn cho người lái xe sử dụng giao tiếp giữa xe với xe (V2V). Ad Hoc On Demand Distance Vector (AODV) là một giao thức định tuyến phản ứng có khả năng phát cả unicast và multicast. Trong AODV, giống như tất cả các giao thức phản ứng,
thông tin cấu trúc liên kết chỉ được truyền bởi các nút theo yêu cầu. Khi nguồn có thứ gì đó cần gửi thì ban đầu nó sẽ truyền thông báo RREQ và được chuyển tiếp bởi nút trung gian cho đến khi đến được đích. Một thông báo trả lời tuyến đường được gửi đơn hướng trở lại nguồn nếu bên nhận là nút sử dụng địa chỉ được yêu cầu hoặc có tuyến đường hợp lệ đến địa chỉ được yêu cầu.
Hình 4.5 demo 16 xe
Khối Wireless Chanel chỉ chứa một tham số, Number of Vehicles. Người dùng cần
thiết lập tổng số xe trước khi bắt đầu mô phỏng. Số lượng phương tiện không cần thiết để tạo nên mô hình mô phỏng nhưng các chức năng điều khiển mô phỏng khác cần khởi tạo biến hoặc trạng thái.
Khối Control Panel có các tham số sau:
• Loại đường: Hộp công cụ VANET hỗ trợ mô hình đường cao tốc và giao lộ với mô hình đèn giao thông. Loại đường mặc định là đường cao tốc
• Chiều dài đường (m): Tổng chiều dài đường được xác định ở đây.
• (EMG) Tùy chọn chuyển làn: Việc chuyển làn có thể xảy ra trong điều kiện bình thường hoặc tình trạng khẩn cấp. Người dùng có thể chọn sơ đồ thay đổi làn đường thận trọng (conLC), sơ đồ thay đổi làn đường hiệu suất (perLC) hoặc sơ đồ chỉ phanh (không phải LC).
• Đầu ra và giao diện người dùng: Một mô hình được tạo bởi VANET Toolbox có thể xuất ra quá trình mô phỏng ở định dạng văn bản. Văn bản được điều khiển bởi lớp APP,
MAC riêng biệt. Đầu ra văn bản có thể làm chậm tốc độ mô phỏng, do đó nó thường chỉ được bật cho mục đích gỡ lỗi.
Hình 4.6 Kết quả chạy mô phỏng
Hình 4.7 Hành vi chuyển làn phối hợp dựa trên giao tiếp V2V đa kênh. Việc phối hợp bao gồm hai giai đoạn: Phối hợp thành lập WBSS và phối hợp chuyển làn.