Riassunto analitico
Negli ultimi due decenni, grazie al significativo sviluppo tecnologico delle reti cellulari e delle tecnologie di accesso wireless, sono stati fatti passi da gigante nel campo della sicurezza stradale. Con il principale obiettivo di implementare un sistema di trasporto cooperativo e intelligente (C-ITS), organizzazioni mondiali come la Federal Communications Commission (FCC) negli USA, il 3rd Generation Partnership Project (3GPP) a livello mondiale, e lo European Telecommunications Standards Institute (ETSI) in Europa hanno iniziato a lavorare su sistemi avanzati di assistenza alla guida (ADAS) per garantire il comfort e la sicurezza del conducente e dei passeggeri, oltre che la protezione di tutti gli altri utenti della strada.
Le fondamenta di un C-ITS risiedono nelle comunicazioni Vehicle-To-Everything (V2X), ovvero in quelle comunicazioni che coinvolgono un veicolo e qualsiasi entità che possa influenzare o essere influenzata da esso. Su questo principio, nel 2003 la FCC è stata la prima organizzazione ad autorizzare lo standard basato su IEEE-802.11p in grado di gestire le comunicazioni V2X (Dedicated Short-Range Communications, DSRC), mentre nel 2016 il 3GPP è stato il primo ente a sviluppare uno standard basato su rete cellulare per le comunicazioni V2X (C-V2X).
Il lavoro di questa tesi si colloca nell’ambito del V2X basato su rete cellulare (C-V2X), in quanto risulta essere lo standard principale per le comunicazioni tra veicoli utilizzato in Europa, ed inoltre presenta il maggior potenziale di sviluppo tecnologico nel prossimo futuro. Fino a poco tempo fa il C-V2X era supportato principalmente dalla tecnologia 4G LTE, ma attualmente, con l’avvento standard 5G New Radio (NR) nel 2018, quest’ultima ha preso il sopravvento poichè offre migliorie in termini di latenza, consumo energetico, velocità di trasmissione dati e numero massimo di dispositivi connessi. Proprio grazie a questi miglioramenti il NR-V2X, rispetto a LTE-V2X, ambisce a soddisfarre i requisiti dei più avanzati use cases.
L’obiettivo specifico di questa tesi è di sviluppare un modello analitico per l’algoritmo di allocazione delle risorse nel NR-V2X (Mode 2) conosciuto come “Dynamic Scheme”. Il fine ultimo è quello di valutarne le prestazioni rispetto ai risultati delle simulazioni, ricavati con un modulo sviluppato su misura per il simulatore di rete ad eventi discreti per reti di telecomunicazione, NS3.
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Abstract
In the last two decades, owing to the great technological development of cellular networks and wireless access technologies, great advancements have been achieved in the field of road safety. With the main goal of implementing a Cooperative - Intelligent Transport System (C-ITS), global organisations like the Federal Communications Commission (FCC) in the U.S., the 3rd Generation Partnership Project (3GPP) globally, and the European Telecommunications Standards Institute (ETSI) in Europe have started working on Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) to ensure driver and passenger comfort and safety, as well as to protect all road users.
The foundation of a C-ITS lies in Vehicle-To-Everything (V2X) communications, i.e., the communications between a vehicle and any entity that can influence or be influenced by it. On this basis, in 2003 the FCC was the first organization to license the IEEE-802.11p-based standard capable of handling V2X communications, the so called Dedicated Short-Range Communications (DSRC), while in 2016 3GPP was the first institution to develop a cellular network-based standard for V2X communications (C-V2X).
This work primarily focuses on cellular-based V2X (C-V2X), as it is the main standard for vehicle-to-vehicle communications used in Europe and has the greatest potential for technological development in the near future. C-V2X has been first supported by 4G LTE, but currently, with the advent of 5G New Radio (NR) in 2018, the latter has caught on, as it provides improvements in terms of latency, power consumption, data rates, and maximum number of connected devices. Owing to these enhancements, the NR-V2X aspires to meet the requirements of more advanced use cases compared to the LTE-V2X.
Hence, the aim of this thesis is to develop an analytical model for the “Dynamic Scheme” resource allocation algorithm of NR-V2X Mode 2, and then evaluate its performance against simulation results obtained with a custom-developed module of the discrete-event network simulator for Internet systems, NS3.
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