Một chiếc xe kết nối phát đi bản tin nhận thức hợp tác mười lần mỗi giây, tới những chiếc xe mà nó chưa từng bắt tay, trên một kênh không có trạm gốc nào điều phối. Đó là lý do đo kiểm C-V2X không thể mượn nguyên quy trình đo kiểm điện thoại 5G: bài toán không còn là một thiết bị đầu cuối nói chuyện với mạng, mà là hàng chục thiết bị tự chia nhau tài nguyên vô tuyến và tự đồng bộ với nhau. Bài viết này đi vào ba trụ cột kỹ thuật của phép đo đó — giao diện PC5, cơ chế đồng bộ, và cách tài nguyên được phân bổ — dựa trên báo cáo kỹ thuật 3GPP TR 38.885 (Release 16).
Vì sao đo kiểm C-V2X khác hẳn đo kiểm đầu cuối di động
Trong mạng di động thông thường, mọi thứ đi qua giao diện Uu giữa thiết bị và trạm gốc. Trạm gốc cấp phát tài nguyên, giữ nhịp thời gian, và là điểm tham chiếu duy nhất. Khi chuyển sang liên kết trực tiếp giữa các xe, giao diện đổi thành PC5 — đường vô tuyến nối thẳng thiết bị với thiết bị, không đi qua hạ tầng.
Hệ quả đo lường rất cụ thể. Thứ nhất, thiết bị phải hoạt động được cả khi nằm ngoài vùng phủ mạng, nên bàn đo phải dựng được cả kịch bản trong vùng phủ lẫn ngoài vùng phủ. Thứ hai, không có trạm gốc nào áp đặt nhịp thời gian, nên nguồn đồng bộ trở thành một tham số phải kiểm tra chứ không phải một điều kiện mặc nhiên. Thứ ba, TR 38.885 quy định lưu lượng sidelink hỗ trợ ba kiểu truyền — quảng bá (broadcast), truyền nhóm (groupcast) và đơn hướng (unicast) — và thiết bị có thể thực hiện chúng ở cả trạng thái RRC_CONNECTED, RRC_IDLE lẫn RRC_INACTIVE. Ba kiểu truyền này có cơ chế phản hồi khác nhau, nên kịch bản kiểm thử phải tách bạch.
Sidelink PC5: dạng sóng, kênh vật lý và khối tài nguyên
Dạng sóng của sidelink NR là CP-OFDM. Về cấu hình sóng mang con, TR 38.885 nêu rõ: ở FR1 hỗ trợ 15 kHz, 30 kHz và 60 kHz với tiền tố vòng thường, cùng 60 kHz với tiền tố vòng mở rộng; ở FR2 hỗ trợ 60 kHz và 120 kHz với tiền tố vòng thường, và 60 kHz với tiền tố vòng mở rộng. Trên một sóng mang, thiết bị không bắt buộc phải thu hoặc phát đồng thời nhiều hơn một tổ hợp sóng mang con và tiền tố vòng — một ràng buộc giúp đơn giản hoá cấu hình máy đo.
Các kênh vật lý cần quan tâm gồm kênh điều khiển PSCCH, kênh chia sẻ dữ liệu PSSCH, kênh phản hồi PSFCH và kênh quảng bá PSBCH. Việc cấp phát tài nguyên cho PSSCH dựa trên khái niệm kênh con (sub-channel) theo miền tần số, và trong một khe trên một sóng mang, thiết bị hoặc phát hoặc thu chứ không đồng thời cả hai. Đây là điểm cần nhớ khi dựng kịch bản: một thiết bị đang phát bản tin của mình thì đồng thời đang “mù” với bản tin của xe khác trong khe đó.
Tài nguyên sidelink được tổ chức trong phần băng thông riêng cho sidelink (SL BWP). Trên một sóng mang chỉ có một SL BWP được cấu hình cho thiết bị, và cùng một SL BWP dùng chung cho cả phát lẫn thu. Bể tài nguyên (resource pool) nằm bên trong SL BWP và chỉ mang một cấu hình sóng mang con duy nhất; tài nguyên miền thời gian trong bể có thể không liên tục.
Hai chế độ phân bổ tài nguyên và vai trò của cảm nhận kênh
TR 38.885 định nghĩa hai chế độ. Ở Mode 1, trạm gốc lập lịch tài nguyên sidelink cho thiết bị sử dụng, với kỹ thuật cấp phát động và cấp phát cấu hình sẵn Type 1 và Type 2. Ở Mode 2, thiết bị tự xác định tài nguyên phát trong phạm vi tài nguyên đã được mạng cấu hình hoặc cấu hình sẵn từ trước.
Mode 2 không phải một khối đơn nhất. Báo cáo tách nó thành các nhánh: thiết bị tự chọn tài nguyên; thiết bị hỗ trợ thiết bị khác chọn tài nguyên; thiết bị được cấp phát cấu hình sẵn kiểu Type-1; và thiết bị lập lịch cho các thiết bị khác. Nhánh 2(c) dành cho hoạt động ngoài vùng phủ, dùng một hoặc nhiều mẫu phát được cấu hình sẵn trên mỗi bể tài nguyên — nếu chỉ có một mẫu thì thiết bị không chạy thủ tục cảm nhận, còn nếu nhiều mẫu thì có khả năng phải cảm nhận. Nhánh 2(d) phục vụ truyền theo nhóm, trong đó một thiết bị đầu mối báo cho trạm gốc về các thành viên nhóm và chuyển tiếp cấu hình tài nguyên xuống từng thành viên mà không cần kết nối trực tiếp giữa thành viên và trạm gốc.
Thủ tục cảm nhận được định nghĩa là giải mã thông tin điều khiển sidelink từ các thiết bị khác và/hoặc thực hiện các phép đo trên sidelink. Việc giải mã cho biết tài nguyên nào đã được thiết bị phát thông báo chiếm dụng, và thủ tục này dùng phép đo RSRP sidelink lớp vật lý dựa trên tín hiệu tham chiếu giải điều chế khi thông tin điều khiển tương ứng được giải mã thành công. Với kỹ sư đo kiểm, đây chính là chỗ dễ phát sinh lỗi khó tái lập: hai xe cùng chọn trúng một khối tài nguyên vì cửa sổ cảm nhận của chúng lệch nhau.
Đồng bộ GNSS cho V2X và bảng ưu tiên nguồn đồng bộ
Khối tín hiệu đồng bộ sidelink (S-SSB) gồm tín hiệu đồng bộ sơ cấp S-PSS, tín hiệu đồng bộ thứ cấp S-SSS và kênh quảng bá PSBCH, phát theo chu kỳ. S-SSB dùng cùng cấu hình sóng mang con và tiền tố vòng với PSCCH/PSSCH trên sóng mang đó, băng thông nằm trong SL BWP đã cấu hình, và vị trí tần số được cấu hình sẵn — nhờ vậy thiết bị không phải dò tìm theo giả thuyết tần số để bắt được S-SSB. Chuỗi của S-PSS là chuỗi m, chuỗi của S-SSS là chuỗi Gold.
Phần quan trọng nhất với người dựng bàn đo là thứ tự ưu tiên. TR 38.885 nêu bốn loại nguồn đồng bộ sidelink: GNSS, gNB, eNB và thiết bị NR, mỗi loại gắn một mức ưu tiên. Bảng 5.2.2-1 chia thành hai cột tuỳ theo cấu hình. Với đồng bộ dựa trên GNSS: P0 là GNSS, P1 là mọi thiết bị đồng bộ trực tiếp với GNSS, P2 là mọi thiết bị đồng bộ gián tiếp với GNSS, P3 là bất kỳ thiết bị nào khác. Với đồng bộ dựa trên gNB/eNB: P0 là gNB/eNB, P1 là thiết bị đồng bộ trực tiếp với gNB/eNB, P2 là thiết bị đồng bộ gián tiếp, P3 là GNSS, P4 là thiết bị đồng bộ trực tiếp với GNSS, P5 là thiết bị đồng bộ gián tiếp với GNSS, và P6 là bất kỳ thiết bị nào khác.
Việc dùng đồng bộ theo GNSS hay theo gNB/eNB là do cấu hình quyết định. Khi hoạt động trên một sóng mang, thiết bị lấy nhịp phát của mình từ nguồn tham chiếu khả dụng có mức ưu tiên cao nhất. Đây là hành vi phải kiểm chứng chứ không phải giả định: một phép thử tốt sẽ cắt lần lượt từng nguồn và xác nhận thiết bị rơi xuống đúng bậc kế tiếp trong bảng, thay vì mất đồng bộ hoàn toàn.
Kiểm thử vùng phủ V2X: phản hồi HARQ và điều khiển công suất
Phản hồi HARQ-ACK cho PSSCH được mang trong định dạng SFCI qua PSFCH, ở cả Mode 1 lẫn Mode 2, và PSFCH hỗ trợ ít nhất một định dạng dùng những ký hiệu cuối cùng còn khả dụng cho sidelink trong một khe. Với truyền nhóm, TR 38.885 cho phép dùng khoảng cách phát–thu và/hoặc RSRP để quyết định có gửi phản hồi hay không, cùng hai phương án: phương án 1 chỉ phát NACK khi giải mã thất bại và không phát gì khi thành công; phương án 2 phát ACK khi thành công và NACK khi thất bại.
Đó chính là cơ chế biến vùng phủ thành một đại lượng đo được. Khi ngưỡng khoảng cách hoặc ngưỡng RSRP đặt sai, xe ở rìa vùng phủ sẽ hoặc im lặng khi lẽ ra phải báo lỗi, hoặc làm ngập kênh phản hồi. Về công suất, sidelink hỗ trợ điều khiển công suất vòng hở; khi thiết bị nằm trong vùng phủ, trạm gốc có thể bật cơ chế này dựa trên suy hao đường truyền giữa thiết bị và trạm gốc phục vụ nhằm giảm can nhiễu lên đường lên. Riêng với đơn hướng, cấu hình có thể cho phép dùng thêm suy hao giữa thiết bị phát và thiết bị thu. Đáng chú ý: sidelink không hỗ trợ lệnh điều khiển công suất TPC — nên đừng tìm cơ chế đó khi phân tích log.
Về búp sóng, RAN1 kết luận ở FR1 có thể triển khai các tình huống V2X mà không cần quản lý búp sóng trên sidelink; ở FR2, một số tình huống vẫn khả thi trong vài kịch bản, nhưng để cải thiện cự ly liên lạc thì việc chọn panel là cần thiết. Nếu bạn đang mở rộng phép đo lên dải mmWave, hãy tham khảo thêm bài đo EVM 5G FR2 mmWave và kiểm thử OTA cho phần thiết lập không dây.
Chọn thiết bị Keysight cho bàn đo C-V2X
Một bàn đo C-V2X hoàn chỉnh cần ba năng lực tách biệt: tạo kịch bản mạng và báo hiệu, phát tín hiệu sidelink tham chiếu, và phân tích tín hiệu thu được.
Cho phần mô phỏng mạng và kịch bản báo hiệu — đặc biệt khi kiểm thử Mode 1, nơi trạm gốc phải thực sự lập lịch tài nguyên — bộ mô phỏng mạng 5G UXM Keysight E7515B phủ cả FR1 (sub-6) lẫn FR2 (mmWave), đo được RF, giao thức và hiệu năng, đồng thời tương thích LTE/legacy — điểm này quan trọng vì hệ sinh thái C-V2X vẫn tồn tại song song thế hệ LTE-V2X và NR-V2X.
Cho phần phát tín hiệu tham chiếu và dựng kịch bản nhiều nút, máy phát tín hiệu vector VXG PXIe Keysight M9484C phát tới 54 GHz với băng thông điều chế tới 5 GHz trên nền PXIe, và cấu hình được đa kênh — cần thiết khi bạn muốn mô phỏng nhiều xe phát đồng thời để ép thiết bị vào đúng tình huống tranh chấp tài nguyên của Mode 2.
Cho phần phân tích, máy phân tích tín hiệu UXA Keysight N9042B có dải tần 2 Hz–50 GHz (tuỳ chọn tới 110 GHz) và băng phân tích tới 4 GHz đã hiệu chỉnh. Băng phân tích rộng là điều kiện để bắt trọn một khe sidelink cùng phần phản hồi PSFCH ở cuối khe trong một lần thu, thay vì phải ghép nhiều lần đo.
Nếu bài toán của bạn nằm ở lớp radar thay vì lớp truyền thông, bài đo kiểm radar ô tô và C-V2X cho xe tự hành phân tích cấu hình tần số và trần băng thông của hai lớp vô tuyến trên cùng một chiếc xe.
Kết luận
Ba câu hỏi nên đặt ra trước mỗi phiên đo: thiết bị đang lấy nhịp từ nguồn nào trong bảng ưu tiên, tài nguyên đang do trạm gốc cấp hay do thiết bị tự chọn sau khi cảm nhận, và phản hồi HARQ trên PSFCH đang cấu hình theo phương án nào. Trả lời được ba câu đó thì phần lớn lỗi “không tái lập được” sẽ có địa chỉ rõ ràng.
Techmaster Electronics là đại lý uỷ quyền của Keysight tại Việt Nam, có phòng thí nghiệm hiệu chuẩn đạt ISO/IEC 17025. Để được tư vấn cấu hình bàn đo C-V2X hoặc đặt lịch hiệu chuẩn thiết bị, vui lòng liên hệ hotline 0908 173 345.
