Járműfedélzeti kommunikációs eszköz a BKV járműparkja számára - kutatási munka ismertetése

1. Járműfedélzeti kommunikációs eszköz a BKV járműparkja számára - kutatási munka ismertetése Imre Sándor Szabó Sándor BME Híradástechnikai tanszék

2. Bevezető • Bemutatkozás • A megoldandó feladat ismertetése • BKV-BME együttműködés • Nemzetközi kitekintés: CALM • Technológiai háttér: vertikális hívásátadás • A rendszer bemutatása • Demonstráció

3. Bemutatkozás • BME Híradástechnikai Tanszék • Mobil Távközlési és Informatikai Laboratórium • Vezető: Pap László professzor • Oktató: 5 • Doktorandusz: 20 • Hallgató: ~80

4. K+F területek • Minden, ami mobil • Rádiós technológiák • Hálózati kérdések • Biztonság • Alkalmazások • Fix-mobil konvergencia

5. Ipari kapcsolatok • T-Com PKI • T-Mobile • Pannon • Ericcson • EU • 6-os keretprogram: 3 projekt • 2 COST projekt • 1 CELTIC projekt

6. BME Mobil Innovációs Központ

7. Infrastruktúra

8. Bevezető • Bemutatkozás • A megoldandó feladat ismertetése • BKV-BME együttműködés • Nemzetközi kitekintés: CALM • Technológiai háttér: vertikális hívásátadás • A rendszer bemutatása • Demonstráció

9. A megoldandó feladat • Olyan járműfedélzeti rendszer kidolgozása, amely alkalmas heterogén mobil környezetben történő folyamatos kommunikációra szerver és kliens között • a korszerű nemzetközi irányvonalakkal összhangban • rugalmas, bővíthető, gazdaságos • Demonstrációs rendszer elkészítése

10. A megoldandó feladat

11. A megoldandó feladat

12. A megoldás elve

13. Optimális kommunikáció

14. Optimális kommunikáció

15. Optimális kommunikáció

16. ITS-CALM

17. ITS = Intelligent Transport System • intelligens közlekedési rendszerek, illetve szolgáltatások támogatása, integrálása • Vezetékes és vezetéknélküli információs, vezérlő és elektronikai technológiák összessége, Járművekbe építve • Közlekedéssel kapcsolatban álló információk feldolgozása és közvetítése • Közlekedési helyzetek vizsgálata, beavatkozás (forgalmi dugók, csúcsforgalom, elkerülő utak) • Biztonság (ütközések elkerülése) • Hatékonyság (idő, energia spórolás)

18. CALM • Communication Air interface for Long and Medium range • Szabványosított keretrendszer heterogén, csomagkapcsolt mobil hálózatok feletti adatátvitelre • Közép- és nagyhatótávolságú és szélessávú kommunikáció • Átlátszó, folyamatos kommunikáció többféle interfész és médium felett • 802.11 (Wi-Fi) • 802.11 (WAVE – Wireless Access for Vehicular Environment) • 802.15 (WPAN – Wireless Personal Area Network) • 802.16e (WiMAX) • 802.20 (MBWA – Mobile Broadband Wireless Access) • 2G/3G/4G cellás hálózatok (GSM, GPRS, EDGE, UMTS, HSPDA) • Infravörös – IrDA kompatibilitás

19. CALM alkalmazási lehetőségei • Internetelérés, adat-, beszéd- és videoátvitel • ITS alkalmazások • Jövőbeli lehetőségek • Biztonság: Vehicle Safety Communication • Új kereskedelmi alkalmazások, szélessávú, nagyhatótávolságú hálózatra

20. Kommunikációs módok • Jármű-jármű: • Kis késleltetésű, peer-to-peer kapcsolatok • Például ütközés-elkerülés, ad-hoc hálózat • Jármű-infrastruktúra: • Szélessávú, rövid távolságú kapcsolatok • Például útmenti információsugárzók, autópálya-kapuk • Infrastruktúra-infrastruktúra: • Kábelmentes összeköttetés fix pontok között • Például elosztott forgalomszámlálás, értesítés forgalmi dugókról

22. CALM - Menedzsment • Rövidéletű kapcsolatok kezelése • Párhuzamos kapcsolatok többféle hálózati technológia felett • MAC-szintű horizontális handover • IPv6-szintű vertikális handover • Alkalmazások által biztosított session-kezelés • Alkalmazkodás helyi és regionális sajátosságokhoz (például nemzeti frekvencia-gazdálkodás) • QoS paraméterek követése, minőségi garanciák

23. Technológiai háttér

24. Technológiai háttér - Hívásátadás • Hívásátadás, vagy Handover • Típusa szerint: • Vertical Handover (VH) • Horizontal Handover (HH) • Döntés helye szerint: • Mobile Controlled Handover (MCHO) • Network Controlled Handover (NCHO) • Önműködő, optimalizált, intelligens hálózatválasztás

25. Vertical Handover - Hozzáférési hálózatok közötti hívásátadás • sokféle technológia előnyeinek ötvözése • igényeknek megfelelő váltás • felvetődő problémák: • hálózati protokollok és felhasználói alkalmazások ismerete • automatikus váltáshoz az elérhető hálózatok mérése • IP címváltozás !

26. Kliens oldal (jármű fedélzet) • A számítógépen futó szoftvermodul önműködően választ a rendelkezésre álló hálózatok közül • a választott hálózat információinak megjelenítése • Váltás az elérhető fizikai hálózatok között • Manuális • Automatikus • Új kapcsolat létrehozása

27. A rendszer bemutatása

28. A cél • Olyan rendszer kidolgozása, amely alkalmas heterogén mobil környezetben történő folyamatos kommunikációra szerver és kliens között • Kommunikációs irányok: • Járat – Diszpécser • Diszpécser – Járat • Járat - Járat

29. A kidolgozott megoldás előnyei • költséghatékony: a költségek függvényében választja meg a rendszer a használt hálózatot • jövőálló koncepció: az új hálózati technológiák integrálhatóak • rugalmas: a döntésfüggvény igény szerint módosítható, fejleszthető • a kommunikációs igények rangsorolása • skálázható

30. Továbbítandó adattípusok • Sürgős, szöveges információk továbbítása mindhárom irányban • Státuszinformációk, (pozíció) • Hirdetések • 1. továbbítására bármely hálózat igénybe vehető • 2. 3. továbbítása csak saját hozzáférési hálózaton. Például: megállókban

31. Mobil hálózatok • Többféle elérhető hálózat: • WiFi • UMTS / GPRS • Bluetooth • WiMax? • stb. • Dönteni kell, hogy mikor melyik hálózatot használjuk!  Intelligens döntésfüggvény kidolgozása

32. Döntésfüggvény • Mi alapján döntsünk? • Műszaki paraméterek: Sávszélesség, jelerősség, terheltség • Költségek: Számlázási osztály, perc/forgalmi díjak • Információs típusa: sürgősség • További, később felmerülő szempontok • Javasolt preferencia: • WiFi  Saját hálózat  Ingyenes • Bluetooth  Saját hálózat  Ingyenes • UMTS/GPRS  Más szolgáltató  Fizetni kell érte, de FORGALOM alapján!

33. Megoldási modell • Kliens – Szerver architektúra • 4 fő komponens: • Hálózat menedzselő program • Kliens oldali program • Hirdetés megjelenítő modul • Diszpécser oldali program • Skálázhatóság miatt széles körben konfigurálhatóak az egyes elemek

34. Hálózati menedzser program • Hálózati kapcsolatok menedzselése • Forgalmi statisztikák, paraméterek megjelenítése • Döntés az optimális hálózatról

35. Jármű fedélzeti program • Üzenetek küldése a diszpécser felé, ill. diszpécseren keresztül más járatok fele • Elküldött, beérkezett üzenetek megjelenítése • Együttműködés a hálózati menedzser programmal

36. Jármű fedélzeti program Státuszinformációk: • Adatok valósidejű beolvasása, konvertálása futásidőben  bármilyen adat továbbítható • Küldési paraméterek beállítása

37. Hirdetés megjelenítő modul • Beérkezett üzenetek rotációs megjelenítése • Változtatható váltási periódusidő • Manuális beavatkozás lehetősége • Lehetőség van az összes hirdetést előre feltölteni

38. Diszpécser oldali program • Járatonként szeparálva üzenetek, státuszinformációk tárolása, megjelenítése • Járatok felé történő üzenettovábbítás • Várakozási sorban tárolja a még ki nem kézbesített üzeneteket  nem veszik el üzenet • Hirdetések kezelése

39. Összefoglalás • A bemutatott megoldás előnyei: • rugalmasság • bővíthetőség • „jövőálló” megoldás • széleskörűen konfigurálható • elérhető, meglévő, megfizethető technológiákat alkalmaz

40. Demonstráció • Hálózatváltás demonstráció • Az elkészült rendszer egyes elemeinek és működésének bemutatása