(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ứng dụng mạng thông tin di động 5G trong sản xuất nông nghiệp thông minh

BỘ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG

NGUYỄN ĐỨC TUẤN

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MẠNG THƠNG TIN DI
ĐỘNG 5G TRONG SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP
THÔNG MINH

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
(Theo định hướng ứng dụng)

HÀ NỘI 2021


BỘ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG

NGUYỄN ĐỨC TUẤN

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MẠNG THƠNG TIN DI
ĐỘNG 5G TRONG SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP
THÔNG MINH
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG
Mã số: 8.52.02.08

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
Người hướng dẫn: TS. NGUYỄN TRUNG KIÊN

HÀ NỘI 2021


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây nội dung và các số liệu của đề tài nghiên cứu riêng của
tôi và được TS. Nguyễn Trung Kiên hướng dẫn. Các số liệu và các kết quả trong luận
văn này là trung thực có xuất xứ rõ ràng và hợp pháp, chưa được cơng bố dưới bất kỳ
hình thức nào trước đây. Tơi khơng sao chép tài liệu hay cơng trình nghiên cứu của
người khác để làm luận văn này.
Tôi xin chịu trách nhiệm nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào về nội dung
của luận văn. Trường Học Viện Cơng Nghệ Bưu Chính Viễn Thơng khơng liên quan
đến những vi phạm bản quyền tác giả do tôi gây ra trong q trình thực hiện (nếu có).
Hà Nội, tháng …….. năm 2021.
Tác giả luận văn

Nguyễn Đức Tuấn


ii

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn tới TS. Nguyễn Trung Kiên, Học Viện
Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thơng, người đã dành nhiều thời gian tận tình hướng
dẫn định hướng giúp đỡ cho tơi trong suốt quá trình tìm hiểu và nghiên cứu luận văn.
Thầy đã đưa ra nhiều ý kiến đóng góp quý báu giúp tơi có thể hồn thiện tốt được
luận văn.
Tơi cũng xin chân thành cám ơn các thầy cô của Học Viện Cơng nghệ Bưu
chính viễn thơng nói chung và các thầy cơ Khoa Sau Đại Học nói riêng đã giúp đỡ,

định hướng và cung cấp các kiến thức quý báu đồng thời tạo điều kiện cho tơi trong
suốt q trình học tập tại trường.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Học viên

Nguyễn Đức Tuấn


iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ ii
MỤC LỤC ................................................................................................................. iii
DANH MỤC HÌNH ẢNH ........................................................................................ vi
DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT ........................................................................ vii
I. MỞ ĐẦU .................................................................................................................1
1. Lý do chọn đề tài: ................................................................................................1
2. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu: ........................................................................1
3. Mục đích nghiên cứu: ..........................................................................................2
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: ......................................................................2
5. Phương pháp nghiên cứu: ....................................................................................2
6. Cấu trúc luận văn .................................................................................................3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG 5G .............................................................1
1.1 Tổng quan về mạng 5G......................................................................................1
1.2 Kiến trúc và công nghệ trong mạng 5G. ............................................................2
1.2.1. Kiến trúc mạng 5G .....................................................................................2
1.2.2. Một số công nghệ sử dụng trong mạng 5G ................................................8
1.3 Ứng dụng của mạng 5G .....................................................................................9
1.3.1. Mạng di động tốc độ cao ............................................................................9

1.3.2. Truyền thông đa phương tiện và giải trí ...................................................10
1.3.3. Chăm sóc sức khỏe ...................................................................................10
1.3.4. Nơng nghiệp thơng minh ..........................................................................11
1.3.5. Logistics và vận chuyển hàng hóa ............................................................11
1.4 Tình hình triển khai 5G trên thế giới và Việt Nam..........................................12
1.5 Kết luận Chương ..............................................................................................14
CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU TIỀM NĂNG ỨNG DỤNG MẠNG DI ĐỘNG 5G
TRONG SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP THƠNG MINH .........................................16
2.1 Nghiên cứu về sản xuất thơng minh ................................................................16
2.1.1. Khái niệm sản xuất thông minh ................................................................16
2.1.2. Ưu điểm và nhược điểm của sản xuất thông minh. ..................................17


iv

2.1.3. So sánh cách tiếp cận của sản xuất thông minh so với sản xuất truyền
thống ...................................................................................................................18
2.2 Sự phù hợp của mạng 5G với sản xuất thông minh.........................................19
2.3 Nghiên cứu ứng dụng của 5G trong sản xuất thông minh lĩnh vực nông
nghiệp.....................................................................................................................20
2.3.1. Thiết bị bay không người lái (UAVs) ......................................................22
2.3.2. Giám sát thời gian thực ............................................................................24
2.3.3. Tư vấn ảo và bảo trì dự đốn ....................................................................26
2.3.4. Cơng nghệ thực tế ảo và thực tế tăng cường ............................................27
2.3.5. Robot do AI điều khiển ............................................................................28
2.3.6. Phân tích dữ liệu và kho lưu trữ đám mây ...............................................29
2.4 Nghiên cứu một số mơ hình ứng dụng 5G trong nông nghiệp thông minh của
một số nước và của Việt Nam. ..............................................................................32
2.5 Phân tích về tiềm năng ứng dụng của mạng 5G trong sản xuất nông nghiệp
thông minh ở Việt Nam. ........................................................................................34

2.5.1. Máy móc nơng nghiệp kết nối 5G ............................................................34
2.5.2. Theo dõi vật nuôi theo thời gian thực ......................................................35
2.5.3. Giảm tiêu thụ nước ...................................................................................36
2.5.4. Sử dụng máy bay không người lái để phun thuốc ....................................37
2.5.5. Theo dõi cỏ dại và côn trùng phá hoại .....................................................37
2.6 Kết luận chương ...............................................................................................38
CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MƠ HÌNH ỨNG DỤNG MẠNG 5G
TRONG SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP THÔNG MINH PHÙ HỢP VỚI ĐIỀU
KIỆN VIỆT NAM .....................................................................................................39
3.2 Việt Nam với sự dịch chuyển sang sản xuất nông nghiệp thông minh ...........41
3.3 Một số đặc trưng và thách thức trong sản xuất nông nghiệp Việt Nam ..........45
3.4 Đề xuất giải pháp ứng dụng mạng 5G và các công nghệ số liên quan vào bài
tốn sản xuất nơng nghiệp thơng minh ở Việt Nam ..............................................49
3.5 Một số đề xuất về hướng nghiên cứu công nghệ liên quan .............................51
3.5.1 Các vấn đề kỹ thuật trong 5G ....................................................................52
3.5.2 Sự phối hợp mạng 5G và các mạng IoT đang có ......................................53
3.5.3 Sử dụng Điện tốn biên vào sản xuất nơng nghiệp ...................................53
3.5.4 Áp dụng Trí tuệ nhân tạo (AI) vào sản xuất nông nghiệp .........................55


v

3.5.5 Ứng dụng Robot và tự động hóa trong sản xuất nông nghiệp thông minh
............................................................................................................................58
3.5.6 Công nghệ máy bay không người lái (Drone) và giám sát cây trồng .......59
3.6 Kết luận chương ...............................................................................................61
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO .........................................63
DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................65

vi

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Kiến trúc tổng qt mạng 5G. .....................................................................3
Hình 1.2: Mạng lõi di động được chia thành Mặt phẳng điều khiển và Mặt phẳng
người dùng. .................................................................................................................4
Hình 1.3: Trạm gốc phát hiện (và kết nối với) UE đang hoạt động............................4
Hình 1.4: Trạm gốc thiết lập kết nối mặt phẳng điều khiển giữa mỗi UE và mạng lõi.
.....................................................................................................................................4
Hình 1.5: Trạm gốc thiết lập một hoặc nhiều đường hầm giữa mỗi UE và Mặt phẳng
người dùng của Mạng lõi. ...........................................................................................5
Hình 1.6: Mặt phẳng điều khiển từ trạm gốc đến trạm gốc (và trạm gốc đến mạng lõi)
được truyền qua SCTP/IP và mặt phẳng người dùng được truyền qua GTP/UDP/IP.
.....................................................................................................................................5
Hình 1.7: Trạm gốc thực hiện quá trình chuyển giao UE. ..........................................6
Hình 1.8: Trạm gốc hợp tác để thực hiện truyền đa đường (tập hợp liên kết) tới các
UE................................................................................................................................6
Hình 1.9: Kiến trúc mạng lõi 5G .................................................................................6
Hình 1.10: Khả năng của mạng 5G. ............................................................................8
Hình 1.11: Tốc độ phát triển 5G trên thế giới. ..........................................................13
Hình 2.1: Nền tảng nơng nghiệp thơng minh ............................................................21
Hình 2.2: Tổng quan về ứng dụng 5G trong nông nghiệp thông minh. ....................22
Hình 2.3: Nền tảng hệ thống giám sát nơng nghiệp thơng minh. .............................24
Hình 2.4: Minh họa máy bay khơng người lái, cảm biến giám sát thời gian thực và
thực tế tăng cường tại nơi làm việc. ..........................................................................25
Hình 2.5: Minh họa về AR bằng kính AR. ...............................................................27
Hình 2.6: Minh họa các loại rơ bốt do AI hỗ trợ.......................................................29
Hình 2.7: Cơ chế dữ liệu đám mây. ..........................................................................31
Hình 2.8: Hoạt động đồng bộ của các thiết bị hỗ trợ 5G khác nhau để kiểm sốt dịch
hại. .............................................................................................................................31

Hình 2.9: Máy móc kết nối 5G và công nghệ AI tự động thu hoạch rau. .................35
Hình 2.10: Sự kết hợp giữa 5G và cơng nghệ thực tế ảo trong chăn ni bị sữa. ...36
Hình 2.11: Giám sát nhiệt độ, độ ẩm qua thiết bị kết nối 5G. ..................................36
Hình 2.12: Sử dụng Drone kết hợp 5G để tự động phun thuốc cho ruộng ngơ. .......37
Hình 3.1. Modul chức năng tưới thơng minh. ...........................................................39
Hình 3.2 : Những xu hướng công nghệ trong Nông nghiệp số hiện nay ..................52
Hình 3.3: Phân tích đánh giá sức khỏe cây trồng bằng drone ...................................60


vii

DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
Từ Viết Tắt

Thuật ngữ Tiếng Anh

Thuật ngữ Tiếng Việt

API

Artificial intelligence
Access and Mobility
Management Functions
Application program interface

Trí thông minh nhân tạo
Chức năng quản lý di động và Truy
cập cốt lõi
Giao diện lập trình ứng dụng

AR

Augmented reality technology

Cơng nghệ thực tế tăng cường

AUSF

Authentication server function

Chức năng máy chủ xác thực

GPS
GSA

Global Positioning System
Global mobile Suppliers
Asociation
General Packet Radio Service
Internet of Things
Internet Protocol
Long Term Evolution
Long-term evolutionary
machine communication
Ministry of Agriculture and
Rural Development of Vietnam

Hệ thống định vị toàn cầu
Hiệp hội các nhà cung cấp di động
tồn cầu

Dịch vụ vơ tuyến gói tổng hợp
Internet vạn vật
Giao thức Internet
Tiến hóa dài hạn
Truyền thơng kiểu máy tiến hóa dài
hạn
Bộ Nơng nghiệp và Phát triển Nơng
thơn Việt Nam

MIMO

Multiple Input Multiple Output

Đa đầu vào- đa đầu ra

NEF
NRF
NSSF

Network contact function
NF Repository Function
Network slice selection
function
Open Ag Data Alliance
Policy Control Functions

Chức năng tiếp xúc mạng
Chức năng kho lưu trữ
Chức năng chọn lát mạng

QoS
RAN
SAMIS

Quality of Service
Wireless access network
Agricultural Climate
Monitoring and Information
System

Chất lượng dịch vụ
Mạng truy nhập vô tuyến
Hệ thống Thông tin và Giám sát Khí
hậu Nơng nghiệp

SCTP

Stream Control Transport
Protocol
Structured data storage network
function
Smart production

Giao thức truyền tải kiểm soát luồng

AI
AMF

GTP
IoT

IP
LTE
LTE-M
MARD

OADA
PCF

SDSF
SM

Chức năng Kiểm sốt Chính sách

Chức năng mạng lưu trữ dữ liệu có
cấu trúc
Sản xuất thông minh


viii

SMF

Session management function

Chức năng quản lý phiên

Telco
UAV
UDM
UDSF

Telecom company
Unmanned aerial vehicle
Unified data management
Network function for storing
unstructured data
User Equipment
User Plane Function

Công ty viễn thông
Máy bay không người lái
Quản lý dữ liệu hợp nhất
Chức năng mạng lưu trữ dữ liệu phi
cấu trúc
Thiết bị Người dùng
Chức năng Mặt phẳng Người dùng

Virtual reality
Wireless Sensor Network WSN

Thực tế ảo
Mạng cảm biến không dây

UE
UPF
VR
WSN


1

I. MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài:
Nền công nghiệp viễn thông và công nghệ thông tin đang phát triển không
ngừng. Thông tin di động đang là ngành thu hút được nhiều sự quan tâm hiện nay.
Thông tin di động bắt đầu từ 1G, nay đã phát triển lên 5G, hỗ trợ mạnh các dịch vụ
đa phương tiện. Tổ chức 3GPP đã phát hành các tiêu chuẩn cho hệ thống thông tin di
động mới nhất hiện nay là 5G.
Công nghệ 5G được kỳ vọng đưa lĩnh vực nơng nghiệp tồn cầu tiến vào “cuộc
cách mạng xanh”, là một trong những ngành lớn nhất thế giới mang lại giá trị hàng
ngàn tỷ USD mỗi năm.Với tốc độ nhanh gấp 100 lần so với mạng 4G, mạng 5G đang
được nhiều nước trên thế giới triển khai là một công nghệ mới nhất, hiện đại nhất
trong công nghệ truyền dữ liệu đã được nhiều nước nghiên cứu và thử nghiệm trong
các hoạt động canh tác và chăn nuôi nông nghiệp.
Nền nông nghiệp của nhiều nước trên thế giới đã nhanh chóng áp dụng công
nghệ 5G để theo dõi các điều kiện môi trường nhằm giúp cho sự tăng trưởng tối ưu
cho cây trồng, q trình theo dõi, cho ăn, giám sát chăn ni, việc cày, gieo, cho ăn,
theo dõi sức khỏe và thu hoạch cây trồng cũng được thực hiện tự động thông qua máy
móc nơng nghiệp được kết nối 5G mà khơng cần có sự can thiệp của con người.
Tất cả điều này có thể thực hiện được với các mạng di động khác nhưng băng
thông cao của 5G, hỗ trợ một số lượng lớn cảm biến giao tiếp đồng thời và độ trễ
thấp, làm cho nó trở nên hồn hảo để ứng dụng trong lĩnh vực nông nghiệp.

2. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu:
Hiện nay trên thế giới, đã có nhiều nước triển khai 5G và Việt Nam cũng đang
trên đà phát triển 5G theo tiêu chuẩn này trong những năm tới.
Mạng 5G được coi như cơ sở để xây dựng một xã hội số trong giai đoạn tới.
Với sự hỗ trợ đa dạng các yêu cầu kết nối: từ băng thơng rất thấp, khơng địi hỏi cao
về độ trễ (các cảm biến IoT) đến băng thông rất rộng với độ trễ thấp, mạng 5G hỗ trợ
rất nhiều lĩnh vực khác nhau trong đó có Nơng nghiệp thơng minh.

2

Nông nghiệp thông minh là thuật ngữ dùng để mô tả việc áp dụng các công
nghệ thông tin và truyền thông hiện đại nhằm nâng cao, giám sát, tự động hóa hoặc
cải thiện các hoạt động và quy trình nơng nghiệp. Ở đây, các bộ cảm biến thu thập
thông tin như độ ẩm của đất, sự bón phân, thời tiết và truyền thơng tin đó qua một
cổng qua mạng khơng dây di động đến một trung tâm cung cấp cho nơng dân quyền
truy cập thơng tin và phân tích theo thời gian thực về đất đai, cây trồng, vật nuôi, hậu
cần và máy móc nơng cụ. Nơng nghiệp thơng minh giúp ngành Nông nghiệp cải thiện
hiệu suất hoạt động của mình bằng cách phân tích dữ liệu được thu thập và xử lý dữ
liệu đó theo những cách tăng năng suất hoặc hợp lý hóa hoạt động.
Nơng nghiệp thơng minh sử dụng mạng 5G như một phương thức kết nối, kết
hợp với các cơng nghệ khác như: IoT, điện tốn đám mây, robot, AI để tạo ra các giải
pháp mạnh mẽ giải quyết các thách thức trong sản xuất nông nghiệp hiện đang gặp
phải.
Luận văn sẽ tập trung nghiên cứu về mạng 5G, các công nghệ và kỹ thuật mà
5G được thiết kế để hỗ trợ cho các ứng dụng, dịch vụ sản xuất thơng minh, từ đó có
sự đề xuất ứng dụng mạng 5G trong điều kiện sản xuất nơng nghiệp của Việt Nam.

3. Mục đích nghiên cứu:
Trên cơ sở nghiên cứu công nghệ và ứng dụng của mạng 5G, phân tích và đề
xuất các kiến nghị ứng dụng mạng 5G trong sản xuất nông nghiệp hiện đại.

4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
Đối tượng nghiên cứu: Mạng thông tin di động 5G.
Phạm vi nghiên cứu: đề tài tập trung vào nghiên cứu, ứng dụng của mạng viễn
thông 5G vào sản xuất nông nghiệp thông minh.
Luận văn tập trung nghiên cứu các giải pháp áp dụng đối với nghành nơng

nghiệp thơng minh trên các nước có nền nơng nghiệp phát triển, từ đó đưa ra giải
pháp cho nghành nơng nghiệp để có thể áp dụng tại Việt Nam.

5. Phương pháp nghiên cứu:
Phương pháp lý thuyết: thu thập thông tin về các mạng thơng tin di động 5G,
phân tích các giải pháp ứng dụng trong thông tin di động nói chung để từ đó đưa ra


3

các giải pháp ứng dụng cho sản xuất nông nghiệp trong thơng tin di động 5G nói
riêng.

6. Cấu trúc luận văn
Luận văn được tổ chức thành 3 Chương chính với các nội dung:
Chương 1 – Tổng quan mạng 5G
Chương này trình bày sơ bộ về mạng thơng tin di động 5G;các kiến trúc và công
nghệ trong mạng 5G; các ứng dụng của mạng 5G; và tình hình triển khai mạng thông
tin di động 5G trên thế giới và của Việt Nam. Kết chương tập trung xác định câu trả
lời cho câu hỏi vấn đề cần nghiên cứu là gì.
Chương 2 – Nghiên cứu tiềm năng ứng dụng mạng 5G trong sản xuất nông
nghiệp thông minh.
Nội dung Chương bao gồm nghiên cứu về sản xuất thông minh; những ưu,
nhược điểm khi áp dụng sản xuất thông minh, đưa ra những so sánh, tiếp cận của sản
xuất thông minh với sản xuất truyền thống từ đó cho thấy sự phù hợp của mạng 5G
trong sản xuất thông minh.
Luận văn cũng tập trung nghiên cứu 1 số mơ hình ứng dụng mạng 5G trong sản xuất
nông nghiệp thông minh của 1 số nước trên thế giới và của Việt Nam.Phân tích tiềm
năng ứng dụng của mạng 5G trong sản xuất nông nghiệp thông minh ở Việt Nam.
Chương 3 – Nghiên cứu dề xuất mơ hình ứng dụng mạng 5G trong sản xuất

thơng minh phù hợp với điều kiện Việt Nam.
Chương này thể hiện nội dung phân tích tình hình chung của sản xuất nông
nghiệp thông minh của nước ta. Một số đặc trưng, thách thức của sản xuất nông
nghiệp thông minh và áp dụng các công nghệ phù hợp cho sản xuất nông nghiệp
thông minh, đưa ra 1 số giải pháp ứng dụng mạng 5G và các cơng nghệ liên quan vào
bài tốn sản xuất nông nghiệp thông minh ở Việt Nam.


1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG 5G
Trong chương này, trên cơ sở tình hình triển khai mạng 5G cũng như xu hướng
triển khai 5G tại Việt Nam, và trên thế giới học viên sẽ tìm hiếu sơ bộ, tổng quan
mạng 5G, các kiến trúc của mạng và ứng dụng của 5G từ đó đưa ra cái nhìn khái qt
về 5G và các ứng dụng nổi bật khi triển khai dành cho đời sống nói chung và ứng
dụng có hiệu quả khai thác tiềm năng của 5G trong nông nghiệp.

1.1 Tổng quan về mạng 5G
Trong viễn thông, 5G là tiêu chuẩn công nghệ thế hệ thứ năm cho mạng di động
băng thông rộng, được các công ty điện thoại di động bắt đầu triển khai trên toàn thế
giới vào năm 2019 và là sự kế thừa dự kiến của mạng 4G cung cấp kết nối với hầu
hết các điện thoại di động hiện nay. Theo Hiệp hội GSM, mạng 5G được dự đốn sẽ
có hơn 1,7 tỷ th bao trên tồn thế giới vào năm 2025. Giống như các thế hệ mạng
trước đó, mạng 5G là mạng di động, trong đó khu vực dịch vụ được chia thành các
khu vực địa lý nhỏ gọi là ô (cell). Tất cả các thiết bị không dây 5G trong một ô được
kết nối với Internet và mạng điện thoại bằng sóng vơ tuyến thơng qua một ăng-ten
cục bộ trong ơ. Ưu điểm chính của các mạng mới là chúng sẽ có băng thơng lớn hơn,
cho tốc độ tải xuống cao hơn, lên đến 10 Gbps. Do băng thông tăng lên, dự kiến các
mạng sẽ ngày càng được sử dụng làm nhà cung cấp dịch vụ internet nói chung cho
máy tính xách tay và máy tính để bàn và cũng sẽ tạo ra các ứng dụng mới trong

internet vạn vật (IoT) và các khu vực giữa máy và máy. Điện thoại di động 4G không
thể sử dụng các mạng mới, vốn yêu cầu các thiết bị không dây hỗ trợ 5G.
Tốc độ tăng lên đạt được một phần bằng cách sử dụng thêm các sóng vơ tuyến
tần số cao hơn ngồi các tần số băng tần thấp và trung bình được sử dụng trong các
mạng di động trước đây. Tuy nhiên, sóng vơ tuyến tần số cao hơn có phạm vi vật lý
hữu ích ngắn hơn, địi hỏi các ơ địa lý nhỏ hơn. Đối với dịch vụ rộng rãi, mạng 5G
hoạt động trên tối đa ba băng tần - thấp, trung bình và cao. Mạng 5G sẽ bao gồm các
mạng bao gồm tối đa ba loại ô khác nhau, mỗi loại yêu cầu thiết kế ăng-ten cụ thể
cũng như cung cấp sự cân bằng khác nhau giữa tốc độ tải xuống với khoảng cách và


2

khu vực dịch vụ. Điện thoại di động 5G và thiết bị không dây kết nối với mạng thông
qua ăng-ten tốc độ cao nhất trong phạm vi tại vị trí của chúng.
5G có thể được triển khai ở băng tần thấp, băng trung tần hoặc băng tần cao từ
24 GHz lên đến 54 GHz. 5G băng tần thấp sử dụng dải tần số tương tự như điện thoại
di động 4G, 600-900 MHz, cho tốc độ tải xuống cao hơn một chút so với 4G: 30-250
Mbps. Trạm di động băng tần thấp có phạm vi và vùng phủ sóng tương tự như trạm
4G. 5G băng tần trung bình sử dụng vi sóng 2,3-4,7 GHz, cho phép tốc độ 100-900
Mbps, với mỗi trạm di động cung cấp dịch vụ trong bán kính lên đến vài km. Mức độ
dịch vụ này được triển khai rộng rãi nhất và đã được triển khai ở nhiều khu vực đô
thị vào năm 2020. 5G băng tần cao sử dụng tần số 24-47 GHz, gần cuối dải sóng
milimet, mặc dù tần số cao hơn có thể được sử dụng trong tương lai. Nó thường đạt
được tốc độ tải xuống trong phạm vi Gbps, có thể so sánh với internet cáp. Tuy nhiên,
sóng milimet (mmWave hoặc mmW) có phạm vi hạn chế hơn, cần nhiều ơ nhỏ.
Chúng có thể bị cản trở hoặc bị chặn bởi các vật liệu như tường hay cửa sổ. Do chi
phí cao hơn, các kế hoạch chỉ triển khai các ô này trong môi trường đô thị dày đặc và
các khu vực tập trung đông người như sân vận động thể thao và trung tâm hội nghị.
Các tốc độ trên là những tốc độ đạt được trong các thử nghiệm thực tế vào năm 2020

và tốc độ dự kiến sẽ tăng lên trong quá trình triển khai. Dải phổ từ 24,25-29,5 GHz
là dải phổ 5G mmWave được cấp phép và triển khai nhiều nhất trên thế giới.

1.2 Kiến trúc và công nghệ trong mạng 5G.
1.2.1. Kiến trúc mạng 5G
Mạng di động cung cấp kết nối không dây với các thiết bị đang di chuyển.
Những thiết bị này, được gọi là Thiết bị Người dùng (UE), theo truyền thống tương
ứng với điện thoại thông minh và máy tính bảng, nhưng sẽ ngày càng bao gồm ô tô,
máy bay không người lái, máy công nghiệp và nông nghiệp, robot, thiết bị gia dụng,
thiết bị y tế, v.v.