ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẢI THIỆN THÔNG LƯỢNG TRONG GIAO TIẾP XE CỘ BẰNG CÁCH SỬ DỤNG MÃ KIỂM TRA CHẴN LẺ MẬT ĐỘ THẤP (LDPC)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

CẢI THIỆN THÔNG LƯỢNG TRONG GIAO TIẾP
XE CỘ BẰNG CÁCH SỬ DỤNG MÃ KIỂM TRA CHẴN

LẺ MẬT ĐỘ THẤP (LDPC).

NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

Sinh viên: Huỳnh Mạnh Cường
MSSV: 20161167

Nguyễn Thuận Tín
MSSV: 20161269

TP. HỒ CHÍ MINH – 0?2023

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ
MINH

KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

CẢI THIỆN THÔNG LƯỢNG TRONG GIAO TIẾP

XE CỘ BẰNG CÁCH SỬ DỤNG MÃ KIỂM TRA CHẴN

LẺ MẬT ĐỘ THẤP (LDPC).

NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

Sinh viên: HUỲNH MẠNH CƯỜNG
MSSV: 20161167

NGUYỄN THUẬN TÍN
MSSV: 20161269

Hướng dẫn: TS. ĐỖ DUY TÂN

TP. HỒ CHÍ MINH – 6/2023

BẢN NHẬN XÉT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

(Dành cho giảng viên hướng dẫn)

Đề tài: Cải thiện thông lượng trong giao tiếp xe cộ bằng cách sử dụng mã kiểm tra chẵn lẻ mật độ thấp (LDPC).

Sinh viên: + Huỳnh Mạnh Cường MSSV: 20161167

+ Nguyễn Thuận Tín MSSV: 20161269

Hướng dẫn: TS. Đỗ Duy Tân

__________________________________________________________________________________________

Nhận xét bao gồm các nội dung sau đây:

1. Tính hợp lý trong cách đặt vấn đề và giải quyết vấn đề; ý nghĩa khoa học và thực tiễn:
Đặt vấn đề rõ ràng, mục tiêu cụ thể; đề tài có tính mới, cấp thiết; đề tài có khả năng ứng dụng, tính sáng tạo.
Đặt vấn đề rõ ràng, mục tiêu cụ thể.

2. Phương pháp thực hiện/ phân tích/ thiết kế:
Phương pháp hợp lý và tin cậy dựa trên cơ sở lý thuyết; có phân tích và đánh giá phù hợp; có tính mới và tính
sáng tạo.
Phương pháp thực hiện, thiết kế hợp lý.

3. Kết quả thực hiện/ phân tích và đánh giá kết quả/ kiểm định thiết kế:
Phù hợp với mục tiêu đề tài; phân tích và đánh giá / kiểm thử thiết kế hợp lý; có tính sáng tạo/ kiểm định chặt
chẽ và đảm bảo độ tin cậy.
Kết quả thực hiện phù hợp với mục tiêu đề ra.
4. Kết luận và đề xuất:
Kết luận phù hợp với cách đặt vấn đề, đề xuất mang tính cải tiến và thực tiễn; kết luận có đóng góp mới mẻ, đề
xuất sáng tạo và thuyết phục.
Kết luận phù hợp.
5. Hình thức trình bày và bố cục báo cáo:
Văn phong nhất quán, bố cục hợp lý, cấu trúc rõ ràng, đúng định dạng mẫu; có tính hấp dẫn, thể hiện năng lực
tốt, văn bản trau chuốt.
Văn phong nhất quán, bố cục hợp lý.
6. Kỹ năng chuyên nghiệp và tính sáng tạo:
Thể hiện các kỹ năng giao tiếp, kỹ năng làm việc nhóm, và các kỹ năng chuyên nghiệp khác trong việc thực hiện
đề tài.
Có kỹ năng làm việc nhóm.
7. Tài liệu trích dẫn
Tính trung thực trong việc trích dẫn tài liệu tham khảo; tính phù hợp của các tài liệu trích dẫn; trích dẫn theo
đúng chỉ dẫn APA.

Tài liệu trích dẫn phù hợp.
8. Đánh giá về sự trùng lặp của đề tài
Cần khẳng định đề tài có trùng lặp hay khơng? Nếu có, đề nghị ghi rõ mức độ, tên đề tài, nơi công bố, năm
công bố của đề tài đã công bố.
Chưa phát hiện sự trùng lặp với các đề tài khác.
9. Những nhược điểm và thiếu sót, những điểm cần được bổ sung và chỉnh sửa*
Bổ sung tài liệu tham khảo liên quan.
Giải thích rõ hơn các hình kết quả mơ phỏng.
10. Nhận xét tinh thần, thái độ học tập, nghiên cứu của sinh viên
SV có tinh thần, thái độ học tập và làm việc tốt.

Đề nghị của giảng viên hướng dẫn
Ghi rõ: “Báo cáo đạt/ không đạt yêu cầu của một khóa luận tốt nghiệp kỹ sư, và được phép/ khơng
được phép bảo vệ khóa luận tốt nghiệp”
Báo cáo đạt yêu cầu của một KLTN kỹ sư và được phép bảo vệ KLTN.

Tp. HCM, ngày tháng , năm 2024
Người nhận xét

(Ký và ghi rõ họ tên)

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình hồn thành luận văn tốt nghiệp, chúng tơi muốn gửi lời cảm ơn
đến những người đã hỗ trợ và giúp đỡ tơi trong suốt q trình nghiên cứu và viết luận
văn.

Đầu tiên, chúng tôi muốn cảm ơn giáo viên hướng dẫn luận văn, TS. Đỗ Duy
Tân, đã cho chúng tôi sự hỗ trợ và chỉ dẫn quan trọng trong quá trình viết luận văn.
Chúng tôi rất biết ơn sự giúp đỡ và chỉ dẫn của các giảng viên khoa Điện - Điện tử đã

truyền dạy các kiến thức nền tảng trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.

Đồng thời, cho chúng tôi xin gửi lời cảm ơn đến quý Thầy Cô trong hội đồng
bảo vệ, đã dành thời gian để đánh giá bài luận văn tốt nghiệp của chúng tôi, chỉ ra các
ưu nhược điểm, cũng như các vấn đề thiếu sót trong đề tài này.

Bên cạnh đó, chúng tơi cũng muốn gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè, các anh chị
đồng nghiệp và những người thân yêu đã luôn bên cạnh để sẻ chia, động viên và hỗ trợ
chúng tơi trong suốt q trình thực hiện đồ án tốt nghiệp này.

Nhận thấy còn nhiều hạn chế về kiến thức, thời gian và công cụ thực hiện, dẫn đến
q trình làm đồ án khơng thể tránh khỏi những sai sót. Vì vậy, chúng tơi kính mong
nhận được sự thơng cảm, cũng như những đánh giá và góp ý của q Thầy Cơ để đề
tài của chúng tơi được hồn thiện một cách tốt nhất và phát triển trong tương lai.

Xin trân trọng cảm ơn!

i

TÓM TẮT

Luận văn này tập trung vào việc nghiên cứu và cải thiện thông lượng của truyền
thông xe cộ V2X thông qua các tiêu chuẩn LDPC code, DSRC và MIMO. Triển khai
và đánh giá hệ thống thông qua MATLAB so sánh tỷ lệ lỗi bit (BER) và tăng thông
lượng qua các tiêu chuẩn trên.

Trong thời đại công nghệ ngày nay, giao tiếp xe cộ đang trở thành một lĩnh vực
nghiên cứu quan trọng, đặc biệt là với sự phát triển nhanh chóng của các cơng nghệ tự
động lái và các ứng dụng thông minh trong giao thông. Sự kết hợp giữa an tồn giao
thơng và trải nghiệm người dùng thơng qua giao tiếp xe cộ đặt ra những thách thức và

cơ hội mới.

Nghiên cứu hiện nay tập trung vào việc kết hợp các phương pháp mã hóa hiện đại
như LDPC với các kỹ thuật truyền thông và kỹ thuật số mới nhất, như Multiple Input
Multiple Output (MIMO). Điều này giúp tối ưu hóa hiệu suất truyền thơng và đồng
thời giảm tỷ lệ lỗi, đặt ra cơ hội lớn để cải thiện khả năng đáp ứng và an tồn trong
giao thơng.

Luận văn trình bày việc đề xuất một lớp vật lý DSRC (DSRC PHY) đưa dữ liệu
đầu vào từ phía máy phát, sử dụng các mã thông thường DSRC hoặc mã LDPC để
kiểm tra tính chẵn lẽ, thơng qua khối FEC chuyển đổi các bit dữ liệu thành các bit từ
mã bằng sơ đồ mã hóa kèm với tốc độ được chỉ định. Từ đó tỷ lệ lỗi bit tăng hay giảm
phụ thuộc vào sơ đồ mã hóa. Sau khi mã hóa thì sẽ chuyển sang quá trình điều chế và
giải mã, các phần điều chế đó sẽ được truyền qua mơi trường khơng khí. Cịn lại ở phía
máy thu các kỹ thuật giải điều chế tín và giải mã tương tự được áp dụng cho dữ liệu
nhận được để có dữ liệu được truyền gần đúng nhất.

Bên cạnh đó, luận văn này cũng đề cập đến các hạn chế và hướng phát triển tiềm
năng của thiết kế. Sự phát triển không ngừng của công nghệ và yêu cầu truyền dẫn dữ
liệu ngày càng cao đặt ra nhiều thách thức và cơ hội cho việc nghiên cứu.

ii

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

1.1. Giới thiệu tình hình nghiên cứu hiện nay

Trong thời đại công nghệ ngày nay, giao tiếp xe cộ đang trở thành một lĩnh vực
nghiên cứu quan trọng, đặc biệt là với sự phát triển nhanh chóng của các cơng nghệ tự
động lái và các ứng dụng thông minh trong giao thông. Sự kết hợp giữa an tồn giao

thơng và trải nghiệm người dùng thông qua giao tiếp xe cộ đặt ra những thách thức và
cơ hội mới.

Nghiên cứu hiện nay tập trung vào việc kết hợp các phương pháp mã hóa hiện đại
như LDPC với các kỹ thuật truyền thông và kỹ thuật số mới nhất, như Multiple Input
Multiple Output (MIMO). Điều này giúp tối ưu hóa hiệu suất truyền thông và đồng
thời giảm tỷ lệ lỗi, đặt ra cơ hội lớn để cải thiện khả năng đáp ứng và an tồn trong
giao thơng.

Với sự tiên tiến của công nghệ hiện đại đang mở ra một hướng mới trong nghiên
cứu về truyền thông xe cộ, hứa hẹn đóng góp tích cực vào việc hiểu biết và áp dụng
các giải pháp tiên tiến để nâng cao hiệu suất và an tồn trong mơi trường giao thơng
động.

1.2. Tính cấp thiết của đề tài

Đề tài "Cải Thiện Thông Lượng trong Giao Tiếp Xe Cộ Bằng Cách Sử Dụng
Mã Kiểm Tra Chẵn Lẻ Mật Độ Thấp (LDPC)" mang tính cấp thiết cao đối với sự
phát triển của môi trường giao thông hiện đại. Trong bối cảnh các công nghệ mới ngày
càng phổ biến trong các phương tiện, giao tiếp xe cộ trở nên quan trọng hơn bao giờ
hết. Môi trường giao thông ngày nay đặt ra những thách thức khi các xe tự động và có
khả năng tương tác ngày càng phổ biến hơn.

Với sự tiến bộ của công nghệ, giao tiếp xe cộ không chỉ là vấn đề về an tồn giao
thơng mà cịn liên quan đến chất lượng dịch vụ và hiệu suất truyền thông. Sự chuyển

iii

động và phức tạp của điều kiện đường và tốc độ phát triển của các phương tiện tự động
đặt ra yêu cầu cao về khả năng truyền thông dữ liệu chính xác và hiệu quả.

Mã Kiểm Tra Chẵn Lẻ Mật Độ Thấp (LDPC) đóng vai trị quan trọng trong việc
cải thiện hiệu suất giao tiếp. Khả năng của LDPC Code trong việc giảm tỷ lệ lỗi bit
(BER) cùng với khả năng truyền tải dữ liệu ổn định tạo ra một cơ sở truyền thông
mạnh mẽ cho việc nghiên cứu và ứng dụng trong lĩnh vực giao tiếp xe cộ.

Đặc biệt, tích hợp LDPC Code vào tiêu chuẩn giao tiếp vô tuyến cho môi trường
xe cộ (WAVE) được hỗ trợ bởi Dedicated Short-Range Communication (DSRC) mang
lại kết quả thử nghiệm tích cực. Phương pháp đề xuất không chỉ cải thiện thông lượng
truyền tải mà cịn duy trì mức tỉ lệ lỗi bit (BER) thấp hơn so với phương pháp hiện tại.
Điều này mở ra cơ hội cho việc phát triển hệ thống giao thơng thơng minh và đóng góp
tích cực vào sự tiến bộ của môi trường giao thông trong thời đại mới.

1.3. Mục tiêu nghiên cứu

Đề tài "Cải Thiện Thông Lượng trong Giao Tiếp Xe Cộ Bằng Cách Sử Dụng
Mã Kiểm Tra Chẵn Lẻ Mật Độ Thấp (LDPC)" nhằm đặt ra mục tiêu quan trọng là
tối ưu hóa hiệu suất truyền thơng trong mơi trường động và khơng dự đốn được của
mơi trường giao thơng. Mục đích chính của nghiên cứu là giảm thiểu tỷ lệ lỗi bit
(BER) và cải thiện thông lượng dữ liệu truyền tải giữa các phương tiện và cơ sở hạ
tầng.

Nghiên cứu tập trung vào tích hợp hai cơng nghệ chính là Low Density Parity
Check (LDPC) Code và Multiple Input Multiple Output (MIMO) để tận dụng sức
mạnh của cả hai trong việc cung cấp hiệu suất truyền thông ổn định, đáng tin cậy và
giảm thiểu tỷ lệ lỗi bit (BER) trong hiệu suất truyền thông. Điều này sẽ giúp tối ưu hóa
q trình truyền thơng giữa các đối tượng giao tiếp, đặc biệt là trong môi trường giao
thông phức tạp.

Nghiên cứu cũng nhấn mạnh vào ứng dụng các kết quả nghiên cứu vào tiêu chuẩn

giao tiếp vô tuyến, đặc biệt là trong môi trường xe cộ, được hỗ trợ bởi công nghệ

iv

Dedicated Short-Range Communication (DSRC). Mục tiêu cuối cùng của đề tài là đo
lường và đánh giá hiệu suất thực tế của phương pháp cải thiện thông lượng trong các
điều kiện mơi trường thực tế và động. Điều này sẽ đóng góp vào việc phát triển các
giải pháp giao tiếp xe cộ tiên tiến và đáng tin cậy cho tương lai.

1.4. Nhiệm vụ nghiên cứu
Trong đề tài cải thiện thông lượng trong giao tiếp xe cộ bằng cách sử dụng mã
kiểm tra chẵn lẻ mật độ thấp (LDPC) này, các nhiệm vụ cơ bản phải thực hiện được là:
- Trình bày rõ các lý thuyết có liên quan.
- Cải thiện lỗi, thông lượng trong giao tiếp xe cộ bằng cách sử dụng mã chẵn lẻ
LDPC.
- Giao tiếp giữa xe với cơ sở hạ tầng (V2I), xe với xe (V2V)
- Trình bày về tiêu chuẩn mã thơng thường (DSRC)
- Sử dụng LDPC và MIMO (2x2 và 4x4) trong giao tiếp V2X
- Trình bày các đánh giá hiệu năng của hệ thống.
1.5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là cải thiện thông lượng và kiểm tra tỷ lệ lỗi bit (BER) trong
truyền thông xe cộ (V2X), PLD Code, DSRC và MIMO.
Phạm vi nghiên cứu là sử dụng ngôn ngữ MATLAB, kiểm tra và đánh giá thơng
lượng, tỷ lệ lỗi bit (BER) thơng qua trình mơ phỏng, kết hợp sử dụng các tiêu chuẩn
LDPC code, MIMO để hỗ trợ.
1.6. Phương ṕháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu của đề tài này sẽ dựa trên các bước sau:

v

- Tìm hiểu về truyền thơng xe cộ V2X: Bước này sẽ bao gồm tìm hiểu về các tài
liệu và nguồn tham khảo liên quan đến truyền thông xe cộ (V2X, V2I, V2V) bao gồm
các bài báo, sách và tài liệu trực tuyến.

- Tìm hiểu về LDPC code: Bước này sẽ bao gồm tìm hiểu về mã LDPC, ma trận
chẵn lẻ, lỗi, thông lượng LDPC code trong môi trường truyền thông xe cộ (V2X), bao
gồm việc chọn và sử dụng các thành phần phù hợp và xác định các tham số cần thiết
cho việc hoạt động của sơ đồ DSRC PHY.

- Tìm hiểu về tiêu chuẩn DSRC, MIMO 2x2, 4x4: Bước này sẽ bao gồm tìm hiểu
về DSRC thơng qua các tài liệu, tạp chí, paper.

- Mô phỏng so sánh BER( Tỷ lệ lỗi Bit): Bước này sẽ bao gồm việc sử dụng các
công cụ mô phỏng để xác định phổ, dữ liệu và phân tích kết quả mơ phỏng thơng qua
MIMO 2x2, MIMO 4x4, DSRC thông thường,..

- Mô phỏng so sánh thơng lượng tích lũy cấu hình: Bước này sẽ bao gồm việc sử
dụng các công cụ mô phỏng để xác định phổ, dữ liệu và phân tích kết quả mô phỏng
thông qua MIMO 2x2, MIMO 4x4, DSRC thông thường,..

- Đánh giá hiệu suất mô phỏng: Bước này sẽ bao gồm đánh giá hiệu suất và so
sánh với các giải pháp tương tự trong các chế độ mã hóa (1/2,1/3,3/4,..)

1.7. Bố cục của Đồ án (Trình bày vắn tắt các chương)

Chương 1: Tổng quan đề tài

Giới thiệu chung về đề tài nghiên cứu, nêu ra một số vấn đề trong thực tế, từ đó
xác định được nội dung nghiên cứu, giới hạn và đối tượng nghiên cứu, cuối cùng đánh
giá tình hình các nghiên cứu liên quan và đưa ra lý do chọn đề tài.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Giới thiệu tổng quan các lý thuyết có liên quan như: LDPC code, DSRC, MIMO
2x2, MIMO 4x4, thông lượng và tỷ lệ lỗi bit (BER),…

vi

Chương 3: Mơ hình, thiết kế và hệ thống
Nêu kỹ thuật mã hóa LDPC code và MIMO, đưa ra đề xuất của lớp DSRC PHY,
kết hợp LDPC code và MIMO 2x2, 4x4 để cải hiện hiệu suất hệ thống.
Chương 4: Kết quả mô phỏng và đánh giá hiệu năng
So sánh tỷ lệ lỗi bit (BER) và tăng thơng lượng tích lũy giữa các cấu hình như
DSRC thơng thường hoặc MIMO (2x2,4x4), phân tích hiệu suất ảnh hưởng của mã
LDPC so với mã Convolutional. Đưa ra kết quả và phân tích so sánh giữa các cấu hình
khác nhau, nhận xét hiệu suất của hệ thống .
Chương 5: Kết luận và hướng phát triển
Trình bày kết luận chung cho toàn bộ hệ thống, các ưu điểm, nhược điểm, và đề ra
hướng phát triển cho đề tài.

vii

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Giới Thiệu về Cấu Trúc Truyền Thông Xe Cộ (V2X)

2.1.1. Tầm Quan Trọng của Truyền Thông Xe Cộ (V2X)

Vehicle-to-Everything (V2X) là một thuật ngữ được sử dụng để mô tả khả năng
giao tiếp của xe với mọi thứ xung quanh nó trong mơi trường đơ thị hoặc giao thơng.

Đây là một khái niệm quan trọng trong lĩnh vực giao thông thông minh và mạng thông
tin vô tuyến. Với V2X, các phương tiện giao tiếp khơng chỉ với nhau mà cịn với cơ sở
hạ tầng giao thông, người điều khiển giao thông, người đi bộ, và các thiết bị khác
trong môi trường đô thị.

Tầm quan trọng của Vehicle-to-Everything (V2X) nằm ở nhiều khía cạnh quan
trọng trong cuộc sống hiện nay, dưới đây là một bảng mô tả tầm quan trọng của
Vehicle-to-Everything (V2X):

Bảng 1: Ứng dụng của V2X trong lĩnh vực giao thông.

Khía Cạnh Mô Tả
- Cảnh báo nguy cơ giữa các phương tiện (V2V)
An Tồn Giao
Thơng - Giao tiếp với hệ thống an toàn (V2I) để cảnh báo nguy

Giảm Ùn Tắc cơ và tương tác với cơ sở hạ tầng giao thông
Giao Thông - Cung cấp thông tin giao thông thời gian thực (V2I) để

Cải Thiện Năng hạn chế ùn tắc và tối ưu hóa lưu lượng giao thơng
Suất Giao Thông - Tối ưu hóa luồng giao thơng thơng qua giao tiếp giữa

Hỗ Trợ Lái Xe phương tiện và cơ sở hạ tầng (V2V, V2I)
Tự Động
Tiết Kiệm Năng - Giảm thời gian di chuyển và tăng năng suất giao thông
Lượng và Ô Nhiễm - Cung cấp thông tin giao thông liên tục để hỗ trợ xe tự
Trải Nghiệm
Người Dùng động
- Tối ưu hóa luồng giao thông giúp giảm tiêu thụ năng

lượng và ô nhiễm từ các phương tiện (V2X)
- Cung cấp thơng tin về dịch vụ và tiện ích giao thông

(V2N) để tăng trải nghiệm người dùng

viii

Tóm lại, V2X đóng vai trị quan trọng trong việc biến các thành phố thành thông
minh và bền vững, tăng cường an toàn và hiệu quả giao thông, và cung cấp các dịch vụ
thông tin đa dạng để cải thiện trải nghiệm di chuyển của người dùng.

2.1.2. Giao Tiếp Giữa Xe Với Cơ Sở Hạ Tầng (V2I)

Vehicle-to-Infrastructure (V2I) là một khái niệm trong lĩnh vực giao thông thông
minh, đề cập đến khả năng giao tiếp giữa các phương tiện (vehicle) và cơ sở hạ tầng
giao thông (infrastructure). Trong môi trường này, các phương tiện có khả năng truyền
và nhận thơng tin với các thiết bị và hệ thống đặt tại cơ sở hạ tầng giao thông, như đèn
giao thông thông minh, biển báo, hệ thống giám sát, và các trạm cảm biến.

Dưới đây là một bảng mô tả về Vehicle-to-Infrastructure (V2I) và ứng dụng của
nó trong lĩnh vực giao thông thông minh:

Bảng 2: Ứng dụng của V2I trong lĩnh vực giao thông.

Ứng dụng Mô tả
- Phương tiện nhận cảnh báo từ cơ sở hạ
Cảnh Báo Giao Thông tầng về tình trạng giao thơng, tai nạn hoặc sự cố
khẩn cấp.
Tối Ưu Hóa Đèn Giao Thơng - Tương tác với đèn giao thông thông minh
để tối ưu hóa luồng giao thơng, giảm thời gian

Dịch Vụ Thông Tin Giao chờ đợi và cải thiện hiệu suất giao thông.
Thông - Cung cấp thông tin giao thông thời gian
thực để phương tiện lựa chọn lộ trình tối ưu và
Tích Hợp Với Hệ Thống tránh ùn tắc.
Điều Khiển Giao Thông Tự - Hỗ trợ và tích hợp phương tiện tự động
với hệ thống giao thông tự động.
Động
Quản Lý Ùn Tắc và - Sử dụng dữ liệu từ phương tiện để phân
Luồng Giao Thông tích và quản lý hiệu quả ùn tắc giao thơng, tối
Cảnh Báo An Tồn Giao ưu hóa luồng giao thơng.

Thông - Cảm biến và hệ thống tại cơ sở hạ tầng có
thể phát hiện và cảnh báo về nguy cơ va chạm

ix

hoặc hành vi nguy hiểm.

Với sự kết hợp giữa V2I và các yếu tố khác như Vehicle-to-Vehicle (V2V) và
Vehicle-to-Everything (V2X), hệ thống giao thơng thơng minh có khả năng cung cấp
thơng tin và dịch vụ hiệu quả, cải thiện an toàn và hiệu suất giao thông.

2.1.3. Giao Tiếp Giữa Xe Với Xe (V2V)

Vehicle-to-Vehicle (V2V) là một khái niệm trong lĩnh vực giao thông thông minh,
đề cập đến khả năng giao tiếp trực tiếp giữa các phương tiện di động. Trong mơi
trường V2V, các phương tiện có khả năng truyền và nhận thơng tin với nhau để cảnh
báo về tình trạng giao thông, nguy cơ va chạm, và các sự kiện khẩn cấp. Giao tiếp
V2V thường sử dụng các công nghệ truyền thông không dây, như Wi-Fi hoặc các tiêu
chuẩn liên quan khác.

Dưới đây là một bảng mô tả về Vehicle-to-Vehicle (V2V) và ứng dụng của nó
trong lĩnh vực giao thơng thơng minh:

Bảng 3: Ứng dụng của V2V trong lĩnh vực giao thông.

Ứng dụng Mô Tả
- Phương tiện có khả năng cảnh báo về tình trạng
Cảnh Báo Nguy Cơ
giao thơng, đặc biệt là các tình huống nguy hiểm như
Hỗ Trợ Lái Xe Tự Động
phanh đột ngột hoặc xe khác trong tầm nhìn gần.
Tích Hợp Với Hệ Thống - Cung cấp thông tin về tốc độ, hướng đi và các
Giao Thông Tự Động
điểm mù cho hệ thống lái xe tự động, tăng cường khả
Cảnh Báo Kẹt Xe và Ùn
Tắc năng quyết định của nó.
- Hỗ trợ tích hợp với hệ thống giao thông tự động
Tránh Va Chạm và Tai
Nạn để cải thiện hiệu suất và an toàn.
- Phương tiện có thể cảnh báo về ùn tắc giao
Thông Tin Giao Thông
thông và giúp quản lý luồng giao thông.
- Cảnh báo về nguy cơ va chạm và hỗ trợ lái xe

trong việc tránh tai nạn.
- Cung cấp thông tin giao thông thời gian thực

x

Thời Gian Thực giữa các phương tiện để lựa chọn lộ trình tối ưu.

V2V đóng vai trị quan trọng trong việc tăng cường an tồn giao thông và cải thiện
hiệu suất di chuyển, đặc biệt là khi số lượng phương tiện tự động tăng lên.

2.1.4. Thách Thức và Hạn Chế Trong Môi Trường Di Động

Trong môi trường di động, đặc biệt là trong lĩnh vực giao thông thông minh và
mạng di động, có nhiều thách thức và hạn chế cần được xem xét để hiệu quả triển khai
các giải pháp kỹ thuật. Dưới đây là một số thách thức và hạn chế chính:

1. Năng Suất và Băng Thơng Hạn Chế:
- Thách Thức: Các mạng di động đang phải đối mặt với sự tăng đột biến trong lưu

lượng dữ liệu do sự phổ cập của thiết bị thông minh và Internet of Things (IoT).
- Hạn Chế: Năng suất và băng thơng có thể bị giới hạn, gây ra tắc nghẽn trong truyền

tải dữ liệu và làm giảm hiệu suất của các ứng dụng.
2. Bảo Mật và Quản Lý Rủi Ro:
- Thách Thức: Môi trường di động tăng cường rủi ro về an ninh, từ việc truyền dữ

liệu qua mạng khơng an tồn đến việc bảo vệ các thiết bị và hệ thống trước các mối
đe dọa.
- Hạn Chế: Cần phải xây dựng và duy trì các biện pháp bảo mật mạnh mẽ để ngăn
chặn sự xâm nhập, lừa đảo, và bảo vệ thông tin cá nhân.
3. Quản Lý Tài Nguyên Năng Lượng:
- Thách Thức: Thiết bị di động thường có nguồn điện hạn chế, đặc biệt là trong các
ứng dụng di động và IoT.
- Hạn Chế: Cần phải tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng và phát triển các giải pháp
tiết kiệm năng lượng để gia tăng tuổi thọ pin và giảm tác động môi trường.

4. Khả Năng Mở Rộng:
- Thách Thức: Sự gia tăng đột biến trong số lượng thiết bị và người dùng đặt ra
thách thức về khả năng mở rộng cho cả hạ tầng và dịch vụ mạng.
- Hạn Chế: Cần có khả năng mở rộng linh hoạt để đáp ứng nhu cầu tăng cao mà
không làm giảm chất lượng dịch vụ.
5. Quản Lý Tương Tác Hệ Thống:

xi

- Thách Thức: Sự tương tác giữa các thành phần hệ thống, từ thiết bị đến ứng dụng
và hạ tầng, đòi hỏi quản lý hiệu quả để đảm bảo tính tương thích và hiệu suất.

- Hạn Chế: Phải xây dựng các cơ sở hạ tầng quản lý tương tác và hệ thống giám sát
để theo dõi và điều khiển các thành phần một cách hiệu quả.

Nhận diện và đối mặt với những thách thức và hạn chế này là quan trọng để phát
triển và triển khai hiệu quả các giải pháp trong môi trường di động.

2.2. Mã Kiểm Tra Chẵn Lẻ Mật Độ Thấp (LDPC) trong Truyền Thông Xe Cộ

2.2.1. Định Nghĩa và Nguyên Tắc Hoạt Động của LDPC Code

LDPC (Low-Density Parity-Check) là một loại mã kiểm tra nội dung (error-
checking code) được sử dụng trong truyền thông số và lưu trữ dữ liệu. Mã LDPC được
thiết kế để phát hiện và sửa lỗi trong quá trình truyền dẫn hoặc lưu trữ thông tin.

Định Nghĩa: Mã LDPC là một dạng của mã kiểm tra nội dung, trong đó, các bit
kiểm tra (parity-check bits) được sử dụng để kiểm tra tính đúng đắn của các bit dữ
liệu.

Nguyên Tắc Hoạt Động:

 Ma Trận Kiểm Tra (Check Matrix): Mã LDPC được mô tả thông qua một ma trận
kiểm tra, trong đó, mỗi hàng của ma trận thể hiện một phép kiểm tra. Mỗi cột của
ma trận tương ứng với một bit trong dãy dữ liệu cần được kiểm tra.

 Kiểm Tra Parity (Parity Checks): Mỗi phép kiểm tra trong mã LDPC yêu cầu tổng
số lẻ các bit dữ liệu tương ứng phải là một giá trị cố định. Nếu tổng không đúng,
một lỗi đã xảy ra.

 Giải Mã: Quá trình giải mã LDPC bao gồm việc sử dụng thuật toán giải mã như
thuật toán min-sum hoặc sum-product algorithm. Thuật toán này thực hiện việc
điều chỉnh các bit dữ liệu để đảm bảo rằng các phép kiểm tra được thực hiện đúng.

 Phát Hiện và Sửa Lỗi: Dựa trên kết quả của các phép kiểm tra, mã LDPC có thể
phát hiện và thậm chí sửa lỗi dữ liệu. Sự chính xác của quá trình này phụ thuộc vào
tỉ lệ lỗi trong dữ liệu và thiết kế cụ thể của mã LDPC.
xii

Mã LDPC được sử dụng rộng rãi trong các tiêu chuẩn truyền thông và lưu trữ như
Wi-Fi, 5G, DVB-S2, và các ứng dụng lưu trữ trên đĩa cứng, bởi vì chúng có khả năng
cung cấp hiệu suất tốt và khả năng phục hồi lỗi cao.

2.2.2. Ưu Điểm và Ứng Dụng Của LDPC Code trong Truyền Thông Xe Cộ

Ưu Điểm của LDPC Code trong Truyền Thông Xe Cộ:

 Hiệu Suất Giải Mã Cao: LDPC code có khả năng cung cấp hiệu suất giải mã rất tốt.
Điều này là quan trọng trong truyền thông xe cộ, nơi độ tin cậy và chất lượng kết
nối đóng vai trị quan trọng.

 Tính Hiệu Quả Năng Lượng: LDPC code thường có khả năng tiết kiệm năng lượng
tốt, điều này quan trọng trong môi trường xe cộ khi nguồn năng lượng thường có
hạn, đặc biệt là đối với các thiết bị di động như cảm biến và bộ điều khiển.

 Khả Năng Điều Chỉnh Linh Hoạt: LDPC code có khả năng thích ứng với mơi
trường truyền thông thay đổi và điều kiện kênh khác nhau. Điều này làm tăng khả
năng linh hoạt và ổn định trong việc truyền thông xe cộ trong môi trường đa dạng.

 Khả Năng Chống Nhiễu Tốt: Mã LDPC thường có khả năng chống nhiễu tốt, giúp
cải thiện chất lượng truyền thông trong mơi trường nhiễu và có nhiều gang tấc như
trong giao thông đô thị.

Ứng Dụng Của LDPC Code trong Truyền Thông Xe Cộ:

 Truyền Thông Dữ Liệu Trong Xe: LDPC code được sử dụng để truyền thông dữ
liệu giữa các thiết bị và cảm biến trong xe ô tơ, cung cấp thơng tin về tình trạng và
hiệu suất của xe.

 Kết Nối Xe Cộ Với Hạ Tầng Đô Thị: Trong các ứng dụng giao thơng thơng minh,
LDPC code có thể được sử dụng để truyền thông giữa xe cộ và hạ tầng đô thị, như
các hệ thống quản lý giao thông và đèn giao thông.

 Truyền Thơng Xe Cộ Tương Tác (V2X): LDPC code đóng một vai trò quan trọng
trong các hệ thống truyền thông giữa các xe cộ (V2V) và giữa xe cộ với hạ tầng
(V2I), cung cấp truyền thơng an tồn và hiệu suất.

xiii

 Liên Kết Xe Cộ và Truyền Thông Thông Minh: LDPC code có thể được tích hợp

trong các hệ thống liên kết xe cộ với các dịch vụ truyền thông thông minh như điều
hướng, thông tin giao thông thời gian thực, và giải trí đa phương tiện.

2.2.3. So Sánh với Các Mã Kiểm Tra Lỗi Khác

So sánh mã kiểm tra lỗi LDPC (Low-Density Parity-Check) với các mã kiểm tra
lỗi khác thường được sử dụng trong truyền thơng và lưu trữ dữ liệu có thể được thực
hiện dựa trên một số yếu tố khác nhau. Dưới đây là một so sánh chung với mã kiểm tra
lỗi Reed-Solomon (RS) và mã kiểm tra lỗi Turbo:

 Hiệu Suất Giải Mã:
- LDPC: LDPC code thường có hiệu suất giải mã tốt, đặc biệt là trong điều kiện

kênh nhiễu và có nhiều lỗi.
- Reed-Solomon: Reed-Solomon cũng có hiệu suất giải mã cao, nhất là trong việc

sửa chữa lỗi đối với các lỗi tập trung.
- Turbo Code: Turbo code có hiệu suất giải mã ấn tượng, đặc biệt là ở tốc độ cao.
 Tính Hiệu Quả Năng Lượng:
- LDPC: LDPC code thường có khả năng tiết kiệm năng lượng tốt, làm cho chúng

phù hợp cho các ứng dụng di động và IoT.
- Reed-Solomon: Reed-Solomon có năng lượng tiêu thụ tương đối cao do yêu cầu

tính tốn phức tạp.
- Turbo Code: Turbo code cũng có tiêu thụ năng lượng tương đối lớn.
 Khả Năng Chống Nhiễu:
- LDPC: LDPC code có khả năng chống nhiễu tốt, giúp cải thiện chất lượng truyền

thông trong mơi trường nhiễu.

- Reed-Solomon: Reed-Solomon thích hợp cho việc sửa chữa lỗi trong các khối dữ

liệu lớn, nhưng có thể khơng đủ mạnh mẽ trong mơi trường nhiễu.
- Turbo Code: Turbo code cũng có khả năng chống nhiễu tốt.
 Khả Năng Điều Chỉnh Linh Hoạt:
- LDPC: LDPC code có khả năng thích ứng tốt với môi trường truyền thông thay đổi

và điều kiện kênh khác nhau.

xiv

- Reed-Solomon: Reed-Solomon ít linh hoạt hơn trong việc thích ứng với môi trường
thay đổi.

- Turbo Code: Turbo code cũng linh hoạt, nhưng có thể yêu cầu cấu hình kỹ thuật
phức tạp.

 Ứng Dụng Phổ Biến:
- LDPC: LDPC code thường được sử dụng trong các tiêu chuẩn truyền thông như

Wi-Fi, LTE, và DVB-S2.
- Reed-Solomon: Reed-Solomon thường được sử dụng trong các hệ thống lưu trữ

như CD, DVD, và QR codes.
- Turbo Code: Turbo code được sử dụng trong LTE và các tiêu chuẩn truyền thông

di động khác.

Mỗi loại mã kiểm tra lỗi có những ưu điểm và ứng dụng đặc biệt của mình, và lựa
chọn phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của hệ thống và ứng dụng.

2.3. Chi tiết về tiêu chuẩn DSRC

2.3.1. Lớp PHY trong giao tiếp V2X

Mơ hình lớp PHY trong tiêu chuẩn mã DSRC sử dụng kết hợp (nhiều đầu vào
nhiều đầu ra) MIMO và LDPC để cung cấp hiệu suất truyền thông tốt cho thông tin
liên lạc xe cộ. (MIMO) tăng thông lượng truyền thông, trong khi LDPC giảm tỷ lệ lỗi
bit (BER). Do đó, chúng tơi đề xuất mơ hình lớp PHY chứa cả LDPC và MIMO trong
tiêu chuẩn Truy cập không dây cho môi trường xe cộ (WAVE) được hỗ trợ bởi giao
tiếp tầm ngắn chuyên dụng DSRC.

Khuôn khổ truyền thông xe cộ cần phải phát triển để có thể đáp ứng cơng nghệ mới
nhằm đáp ứng mong đợi. Cấu trúc giao tiếp dành cho giao tiếp bằng phương tiện giao
thông được gọi là giao tiếp giữa Xe với Mọi thứ (V2X). Dưới đây là sơ đồ khối lớp
cấu trúc hiện có của lớp DSRC PHY.

xv

Figure 1: Sơ đồ khối của lớp DSRC PHY

2.3.2. Kênh Vô Tuyến cho Giao Tiếp V2X

Ở Hoa Kỳ, phổ DSRC được phân chia thành các kênh sau:

- Kênh 172 - 174 MHz: Kênh này được dành riêng cho các ứng dụng giao
thông thông minh, bao gồm thông báo giao thông, giám sát tốc độ và các
dịch vụ khác liên quan đến giao thông.

- Kênh 5850 - 5925 MHz: Kênh này được sử dụng cho các ứng dụng DSRC

trong việc truyền dữ liệu tốc độ cao, chẳng hạn như truyền video và dữ
liệu liên quan đến an ninh và an tồn giao thơng.

Để xác định có giao tiếp với V2X thì có một băng thơng cụ thể được thơng qua bởi
FCC dành cho giao tiếp V2X, với
phổ tần từ 5,850 GHz đến 5,925
GHz. Phổ này được chia thành bảy
kênh 10 MHz với dải bảo vệ 5
MHz ở đầu thấp, như minh họa
figure 2.

xvi