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

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

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

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

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

BME Mobil Innovációs Központ

Infrastruktúra

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

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

A megoldandó feladat

A megoldás elve

Optimális kommunikáció

ITS-CALM

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)

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 (Wi-Fi) (WAVE – Wireless Access for Vehicular Environment) (WPAN – Wireless Personal Area Network) e (WiMAX) (MBWA – Mobile Broadband Wireless Access) 2G/3G/4G cellás hálózatok (GSM, GPRS, EDGE, UMTS, HSPDA) Infravörös – IrDA kompatibilitás

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

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

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

Technológiai háttér

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

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 !

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

A rendszer bemutatása

A megvalósított rendszer bemutatása  A cél  Továbbítandó adat típusok  Mobil hálózatok  Döntésfüggvény  Megoldási modell  A rendszer elemei  Összefoglalás

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

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

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

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

Döntésfüggvény  Mi alapján döntsünk? Műszaki paraméterek: Sávszélesség, jelerősség, terheltség Költségek: Számlázási osztály, perc/forgalmi díjak Információs típusa: sürgősség További, később felmerülő szempontok  Javasolt preferencia: 1)WiFi  Saját hálózat  Ingyenes 2)Bluetooth  Saját hálózat  Ingyenes 3)UMTS/GPRS  Más szolgáltató  Fizetni kell érte, de FORGALOM alapján!

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

Hálózati menedzser program  Hálózati kapcsolatok menedzselése  Forgalmi statisztikák, paraméterek megjelenítése  Döntés az optimális hálózatról

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

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

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

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

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

Demonstráció  Hálózatváltás demonstráció  Az elkészült rendszer egyes elemeinek és működésének bemutatása