Nghiên cứu về đề xuất phương án quy hoạch lại băng tần 700MHZ dành cho IMT tại Việt Nam (Luận văn thạc sĩ)

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
----------------------------------

BÙI MINH ĐỨC

NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN QUY HOẠCH
LẠI BĂNG TẦN 700MHZ DÀNH CHO IMT
TẠI VIỆT NAM

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

HÀ NỘI – 2018


HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
---------------------------------------

BÙI MINH ĐỨC

NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN QUY HOẠCH
LẠI BĂNG TẦN 700MHZ DÀNH CHO IMT TẠI VIỆT NAM

Chuyên ngành: Kỹ thuật Viễn thông
Mã số: 8.52.02.08

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

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :
PGS.TS. LÊ NHẬT THĂNG

Th.S. NGUYỄN ANH TUẤN

HÀ NỘI - 2018


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai
công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Tác giả luận văn

Bùi Minh Đức


ii

LỜI CẢM ƠN
Tôi xin cảm ơn gia đình, người thân đã luôn bên cạnh trong và là nguồn động
lực lớn lao để tôi làm việc và học tập.
Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS.TS. Lê Nhật Thăng, công
tác tại Khoa Đào tạo Sau Đại học, Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn Thông và
thầy Th.S. Nguyễn Anh Tuấn, công tác tại Cục Tần số, Bộ Thông tin và Truyền
thông, đã luôn hướng dẫn tận tình trong quá trình làm luận văn.
Đồng thời cũng xin gửi lời cảm ơn tới bạn bè và đồng nghiệp đã động viên,
hỗ trợ để tôi có thể hoàn thành luận văn này.
Hà Nội, ngày 10 tháng 11 năm 2018

Bùi Minh Đức


iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... I
LỜI CẢM ƠN ...........................................................................................................II
DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT ........................................... V
DANH SÁCH HÌNH VẼ..................................................................................... VIII
DANH SÁCH BẢNG BIỂU .................................................................................. IX
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG IMT.... 2
1.1. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 (3G) IMT-2000 ................................2
1.1.1. Khái quát trình hình thành và phát triển của hệ thống IMT-2000 ............2
1.1.2. Những đặc điểm chính của hệ thống IMT-2000.........................................3
1.1.3. Những tiêu chuẩn công nghệ của hệ thống IMT-2000 ...............................5
1.2. Công nghệ vô tuyến di động thế hệ thứ 4 (4G) IMT-Advanced ......................6
1.2.1. Khái quát về LTE........................................................................................6
1.2.2. Khái quát về LTE-Advanced ......................................................................8
1.3. Kết luận chương 1 ..........................................................................................10
CHƯƠNG 2: QUY HOẠCH BĂNG TẦN 700MHZ CHO THÔNG TIN DI
ĐỘNG IMT TRÊN THẾ GIỚI .............................................................................. 11
2.1. Khuyến nghị của Liên minh Viễn thông Quốc tế - ITU ................................11
2.2. Phương án quy hoạch băng tần 700MHz tại khu vực Châu Á Thái Bình
Dương (APT 700) ..................................................................................................13
2.3. Phương án quy hoạch băng tần 700MHz tại Châu Âu (CEPT 700) ..............14
2.4. Phương án quy hoạch băng tần 700MHz tại Hoa Kỳ ....................................16
2.5. Quy hoạch và sử dụng băng tần 700 MHz cho IMT tại một số quốc gia trong

khu vực và trên thế giới .........................................................................................17
2.6. Kết luận chương 2 ..........................................................................................18
CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ CAN NHIỄU ĐỐI VỚI DỊCH VỤ IMT SỬ DỤNG
BĂNG TẦN 700 MHZ ............................................................................................ 20


iv

3.1. Đánh giá khả năng can nhiễu giữa truyền hình số mặt đất sử dụng băng tần
470-694 MHz và dịch vụ IMT sử dụng băng 700MHz .........................................20
3.2. Đề xuất các điều kiện kỹ thuật đảm bảo không xảy ra can nhiễu giữa dịch vụ
IMT sử dụng băng 700MHz và các dịch vụ sử dụng băng tần khác. ....................23
3.2.1. Can nhiễu từ máy phát DVB-T đến trạm thu gốc LTE.............................23
3.2.2. Can nhiễu từ thiết bị người dùng LTE tới máy thu DVB-T ở ngoài trời và
trong nhà ............................................................................................................29
3.3. Kết luận chương 3 ..........................................................................................35
CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN QUY HOẠCH BĂNG TẦN 700MHZ
DÀNH CHO IMT TẠI VIỆT NAM ...................................................................... 36
4.1. Thực trạng sử dụng và quy hoạch băng tần 694-806 MHz tại Việt Nam ......36
4.2. Đề xuất một số phương án quy hoạch băng tần 694-806 MHz cho thông tin
di động IMT tại Việt Nam .....................................................................................37
4.2.1. Nguyên tắc đề xuất quy hoạch .................................................................37
4.2.2. Các phương án quy hoạch lại băng tần 700 MHz ...................................38
4.3. Phân tích, đánh giá và đề xuất lựa chọn phương án quy hoạch băng tần 694806 MHz cho thông tin di động IMT phù hợp cho Việt Nam...............................43
4.3.1. Phương án quy hoạch băng tần 700MHz phù hợp với Việt Nam ............43
4.3.2. Phương án quy hoạch lại băng tần 700MHz kết hợp băng tần 800MHz
tại Việt Nam .......................................................................................................44
4.4. Kết luận chương 4 ..........................................................................................50
KẾT LUẬN .............................................................................................................. 52
DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................... 53

v

DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT
Nghĩa tiếng Anh

Nghĩa tiếng Việt

3GPP

3rd Generation Partnership
Project

Hiệp hội viễn thông 3GPP (dự án
đối tác thế hệ thứ 3)

ARQ

Automatic Repeat Request

Yêu cầu lặp lại tự động

Access Stratum

Truy cập lớp không khí

AWS

Advanced Wireless Services

Thông tin vô tuyến cải tiến

BBU

Baseband Unit

Khối xử lý băng gốc

BSC

Base Station Controller

Bộ điều khiển trạm gốc

Code Division Multiple Access

Đa truy nhập phân chia theo mã

COFDM

Coded Orthogonal Frequency
Division Multiplexing

Ghép kênh phân chia theo tần số
trực giao kết hợp với mã kênh

DVB-C

Digital Video Broadcasting Cable

Quảng bá video truyền hình cáp

DVB-S

Digital Video Broadcasting Satellite

Quảng bá video truyền hình số vệ
tinh

DVB-T

Digital Video BroadcastingTerrestrial

Quảng bá video truyền hình số
mặt đất

Extended Coverage-GSM

GSM vùng phủ mở rộng

EGSM

Extended GSM

GSM mở rộng

EIRP

Effective Isotropic Radiated

Power

Công suất bức xạ đẳng hướng
tương đương

FDD

Frequency Division Duplex

Song công phân chia theo tần số

GSM

Global System for Mobile
Communications

Hệ thống thông tin di động toàn
cầu

HARQ

Hybrid Automatic Repeat
Request

yêu cầu lặp lại tự động kết hợp

I/N

Interference to Noise

Tỷ số công suất tín hiệu can nhiễu
trên công suất tạp âm

IEC

International Electrotechnical
Commission

Ủy ban Kỹ thuật điện tử quốc tế

IMT

International Mobile

Thông tin di động băng rộng tiêu

Từ viết tắt

AS

CDMA

EC-GSM


vi

Telecommunciations

chuẩn quốc tế

International Mobile
Telecommunications 2000

Hệ thống Thông tin Di động Toàn
cầu 2000

International Mobile
Telecommunications Advanced

Hệ thống Thông tin Di động Toàn
cầu tiên tiến

IoT

Internet of Things

Kết nối Internet vạn vật

ISO

International Organization for
Standardization

Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế

LTE

Long Term Evolution

Tiến hóa dài hạn

LTE-A

Long Term Evolution Advanced

Tiến hóa dài hạn tiên tiến

LTE-M

Long Term Evolution for
Machines

Kết nối LTE cho vạn vật

MIMO

Multiple Input Multiple Output

Đa đầu vào đa đầu ra

Non-Access Stratum

Tầng lớp phòng không truy cập

NB-IoT

Narrow Band-Internet of Things

IoT băng hẹp

OFDM

Orthogonal Frequency Division
Multiplexing

Ghép kênh phân chia theo tần số
trực giao

OFDMA

Orthogonal Frequency Division
Multiple Access

Đa truy cập phân tần trực giao

PDCP

Packet Data Convergence
Protocol

Giao thức hội tụ dữ liệu gói

PDUs

Packet Data Units

Các đơn vị dữ liệu gói

PHY

Physical layer

Lớp vật lý

QAM

Quadrature Amplitude
Modulation

Điều chế biên độ vuông góc

Quality of Service

Chất lượng dịch vụ

Quadrature phase-shift keying

Điều chế pha tín hiệu số

RFU

Radio Frequency Unit

Khối cao tần

RLC

Radio Link Control

Kiểm soát liên kết vô tuyến

RRC

Radio Resource Control

Kiểm soát tài nguyên vô tuyến

RRU

Remote Radio Unit

Khối điều khiển vô tuyến

SNR

Signal Noise Rate

Tỷ lễ nhiễu tín hiệu

IMT-2000
IMT-A

NAS

QoS
QPSK


vii

Time Division Duplex

Song công phân chia theo thời
gian

User Equipment

Thiết bị người dùng

UTRAN

Universal Terrestrial Radio
Access Network

Mạng truy nhập vô tuyến mặt đất
toàn cầu

WCDMA

Wideband Code Division
Multiple Access

Đa truy cập phân chia theo mã
băng rộng

TDD
UE

viii

DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 2.1 Phương án quy hoạch A5 ...........................................................................11
Hình 2.2 Phương án quy hoạch A8 ...........................................................................12
Hình 2.3 Phân chia song công theo tần số FDD .......................................................13
Hình 2.4 Phân chia song công theo thời gian TDD .................................................14
Hình 2.5 Phương án quy hoạch băng tần CEPT 700 ................................................14
Hình 2.6 Quy hoạch băng tần 700/800 MHz cho IMT tại Châu Âu .........................15
Hình 3.1 Các cell của DVB-T và LTE [8] ................................................................21
Hình 3.2 Can nhiễu giữa trạm gốc LTE và máy phát DVB-T ..................................22
Hình 3.3 Can nhiễu từ thiết bị người dùng LTE tới máy thu DVB-T ở ngoài trời ...22
Hình 3.4 Can nhiễu từ máy thu LTE tới DVB-T ở trong nhà ...................................23
Hình 3.5 Mặt nạ phát xạ phổ tần trạm DVB-T .........................................................25
Hình 3.6 Receiver blocking mask của trạm gốc LTE ...............................................26
Hình 4.1 Số mạng LTE thương mại và số quốc gia đã ấn định các khối băng tần
theo phương án APT700-FDD ..................................................................................39
Hình 4.2 Số loại thiết bị LTE hỗ trợ APT 700 – FDD ..............................................39


ix

DANH SÁCH BẢNG BIỂU
Bảng 3.1 Sắp xếp kênh theo băng tần 700 MHz ......................................................23
Bảng 3.2 Các tham số của DVB-T ...........................................................................24
Bảng 3.3 Các đặc tính cơ bản của trạm gốc LTE......................................................25
Bảng 3.4 Các đặc tính của UE ..................................................................................27
Bảng 3.5 Các tham số tín hiệu nhiễu DTT và LTE...................................................30
Bảng 3.6 Tham số ngân sách liên kết ở băng tần 700 MHz .....................................31
Bảng 3.7 Khoảng cách tối thiểu giữa UE và máy thu DTT ......................................35

1

MỞ ĐẦU
Hiện nay với cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, lĩnh vực thông tin di động
hay các dịch vụ viễn thông đang là đòn bẩy chính để phát triền kinh tế xã hội, phục
vụ nhu cầu đa dạng và không ngừng tăng lên của con người. Nhưng nguồn tài
nguyên tần số là hữu hạn và vô cùng đắt đỏ nên việc sử dụng sao cho hợp lý là vấn
đề đang được đặt ra.
Việt Nam đang ở trong lộ trình số hóa (2011-2020) và sẽ chuyển đổi hoàn
toàn từ công nghệ tương tự (analog) sang công nghệ số (digital). Sau khi số hoá
toàn bộ sẽ giải phóng một phần băng tần UHF(470-806) MHz để phát triển dịch vụ
thông tin di động IMT-2000 (3G), IMT-A (4G/LTE/LTE-A) và các dịch vụ vô
tuyến điện khác.
Quy hoạch lại băng tần 700MHz là vấn đề rất cấp thiết hiện nay, để tạo điều
kiện cho thị trường viễn thông Việt Nam phát triển lành mạnh, cạnh tranh công
bằng phù hợp và hài hòa với các quốc gia khác trên thế giới.
Trên cơ sở đó, luận văn này xin đưa ra các phân tích và phương án quy
hoạch cho băng tần 700MHz. Từ đó, có đề xuất quy hoạch phù hợp nhất cho Việt
Nam.
Luận văn bao gồm 4 chương, cụ thể như sau:
Chương 1: Tổng quan về hệ thống thông tin di động IMT
Chương 2: Quy hoạch băng tần 700MHz cho thông tin di động IMT trên thế
giới
Chương 3: Đánh giá can nhiễu đối với dịch vụ IMT sử dụng băng tần 700
MHz
Chương 4: Đề xuất phương án quy hoạch băng tần 700MHz dành cho IMT
tại Việt Nam

2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN DI
ĐỘNG IMT
1.1. Hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 (3G) IMT-2000
1.1.1. Khái quát trình hình thành và phát triển của hệ thống IMT-2000
Giữa thập niên 1980, Liên minh Viễn thông Quốc tế ITU đã thành lập một
nhóm nghiên cứu để nghiên cứu về các hệ thống thông tin di động thế hệ 3, nhóm
nghiên cứu TG8/1. Nhóm nghiên cứu đặt tên cho hệ thống thông tin di động thế hệ
thứ 3 của mình là Hệ thống Thông tin Di động Mặt đất Tương lai. Sau hơn 10 năm
phát triển, nhóm nghiên cứu đổi tên hệ thống thông tin di động của mình thành Hệ
thống Thông tin Di động Toàn cầu cho năm 2000, IMT-2000.
Mục đích của IMT – 2000 là đưa ra nhiều khả năng mới nhưng cũng đồng
thời đảm bảo sự phát triển liên tục của hệ thống thông tin di động thế hệ thứ hai
(2G) vào những năm 2000. 3G mang lại cho người dùng các dịch vụ giá trị gia tăng
cao cấp, giúp chúng ta thực hiện truyền thông thoại và dữ liệu (như e-mail và tin
nhắn dạng văn bản), tải xuống âm thanh và hình ảnh với băng tần cao. Các ứng
dụng 3G thông dụng gồm: hội nghị video di động; chụp và gửi ảnh kỹ thuật số nhờ
điện thoại máy ảnh; gửi và nhận e-mail và file đính kèm dung lượng lớn; tải tệp tin
video và MP3; thay cho modem để kết nối đến máy tính xách tay hay PDA và nhắn
tin dạng chữ với chất lượng cao…
IMT – 2000 mở rộng đáng kể khả năng cung cấp dịch vụ và cho phép nhiều
phương tiện thông tin có thể cùng hoạt động, từ các phương tiện truyền thống cho
đến các phương tiện hiện đại và các phương tiện truyền thông đã có trong tương lai.
Vào năm 1999, ITU thông qua năm giao diện vô tuyến sử dụng IMT – 2000. Đó là
các giao diện:
- IMT – DS (Direct Spead) – Trải phổ trực tiếp: còn được biết đến với tên
WCDMA hay UTRA – FDD và được sử dụng trong UMTS.
- IMT – MC (Multi Carrier) – Đa sóng mang: còn được gọi là

CDMA2000.


3

- IMT – TD (Time Division) – Phân chia theo thời gian: bao gồm TD –
CDMA và TD – SCDMA, cả hai đều được chuẩn hóa để sử dụng trong UMTS.
- IMT – SC (Single Carrier) – Đơn sóng mang: còn được gọi là UWC –
136 hoặc EDGE.
- IMT – FT (Frequency Time): còn được gọi là DECT.
Trong 5 giao diện này, IMT – DS (hay UMTS) và IMT – MC (hay
CDMA2000) được coi là hai chuẩn chính. UMTS được phát triển ở châu Âu và là
thế hệ sau của GSM. CDMA2000 là thế hệ sau của cdmaOne và được phát triển ở
Mỹ.

1.1.2. Những đặc điểm chính của hệ thống IMT-2000
a) Một số yêu cầu của mạng thông tin di động 3G
- Hệ thống thông tin di động ba xây dựng trên tiêu chuẩn IMT-2000. Với
các tiêu chuẩn sau:
- Sử dụng dải tần quy định Quốc Tế:
- Đường lên :

1885 – 2025 MHZ .

- Đường xuống :2110 – 2200 MHZ .
- Là hệ thống thông tin di động toàn cầu cho các loại hình thông tin vô tuyến.
- Tích hợp các mạng thông tin vô tuyến và hữu tuyến .
- Tương tác với mọi loại dịch vụ viễn thông .
- Sử dụng được trong các môi trường khác nhau :
- Công sở , ngoài đường , vệ tinh …..

- Có thể hỗ trợ được các dịch vụ khác:
- Môi trường ảo .
- Đảm bảo các dịch vụ đa phương tiện .
- Dễ dàng hỗ trợ các dịch vụ mới ra .
b) Các tiêu chí chung để xây dựng IMT – 2000 bao gồm:
- IMT-2000 cung cấp hạ tầng kỹ thuật cho các dịch vụ gia tăng và các ứng
dụng trên một chuẩn duy nhất cho mạng thông tin di động.


4

- Sử dụng dải tần quy định quốc tế 2GHz như sau: Đường lên: 1885 – 2025
MHz; đường xuống: 2110 -2200 MHz. IMT-2000 hỗ trợ tốc độ đường
truyền cao hơn: tốc độ tối thiểu là 2Mbps cho người dùng trong văn phòng
hoặc đi bộ, 348Kbps khi di chuyển trên xe.
- Là hệ thống thông tin di động toàn cầu cho các loại hình thông tin vô tuyến:
+ Tích hợp các mạng thông tin hữu tuyến và vô tuyến.
+ Tương tác cho mọi loại dịch vụ viễn thông từ cố định, di động, thoại,
dữ liệu, Internet đến các dịch vụ đa phương tiện.
- Có thể hỗ trợ các dịch vụ như:
+ Các phương tiện tại nhà ảo trên cơ sở mạng thông minh, di động các
nhân và chuyển mạng toàn cầu
+

Đảm bảo chuyển mạng quốc tế cho phép người dùng có thể di chuyển
đến bất kỳ quốc gia nào cũng có thể sử dụng một số điện thoại duy
nhất.

+ Đảm bảo các dịch vụ đa phương tiện đồng thời cho tiếng, số liệu
chuyển mạch kênh và số liệu chuyển mạch gói.

- Dễ dàng hỗ trợ các dịch vụ mới xuất hiện.
- Môi trường hoạt động của IMT – 2000 được chia thành 4 vùng với tốc độ
bit R như sau:
+ Vùng 1: Trong nhà, ô pico, Rb ≤ 2 Mbit/s
+ Vùng 2: thành phố, ô macrô, R b ≤ 384 kbit/s
+ Vùng 2: ngoại ô, ô macrô, Rb ≤ 144 kbit/s
+ Vùng 4: toàn cầu, Rb = 9,6 kbit/s.
c) Tính linh hoạt
Với số lượng lớn các vụ sáp nhập và hợp nhất trong ngành công nghiệp điện
thoại di động và khả năng đưa dịch vụ ra thị trường ngoài nước, các nhà khai thác
không muốn phải hỗ trợ giao diện và công nghệ khác. Điều này chắc chắn sẽ cản trở
sự phát triển của 3G trên toàn thế giới. IMT-2000 hỗ trợ vấn đề này, bằng cách cung
cấp hệ thống có tính linh hoạt cao, có khả năng hỗ trợ hàng loạt các dịch vụ và ứng


5

dụng cao cấp. IMT-2000 hợp nhất 5 kỹ thuật (IMT-DS, IMT-MC, TMT-TC, IMTSC, IMT-FT) về giao tiếp sóng dựa trên ba công nghệ truy cập khác nhau (FDMA Đa truy cập phân chia theo tần số, TDMA - Đa truy cập phân chia theo thời gian và
CDMA - Đa truy cập phân chia theo mã). Dịch vụ gia tăng trên toàn thế giới và phát
triển ứng dụng trên tiêu chuẩn duy nhất với 5 kỹ thuật và 3 công nghệ.
d) Tính kinh tế
Sự hợp nhất giữa các ngành công nghiệp 3G là bước quan trọng quyết định
gia tăng số lượng người dùng và các nhà khai thác.
e) Tính tương thích
Các dịch vụ trên IMT-2000 có khả năng tương thích với các hệ thống hiện
có. Chẳng hạn, mạng 2G chuẩn GSM sẽ tiếp tục tồn tại một thời gian nữa và khả
năng tương thích với các hệ thống này phải được đảm bảo hiệu quả và liền mạch
qua các bước chuyển.
f) Thiết kế theo modul
Chiến lược của IMT-2000 là phải có khả năng mở rộng dễ dàng để phát triển

số lượng người dùng, vùng phủ sóng, dịch vụ mới với khoản đầu tư ban đầu thấp
nhất.

1.1.3. Những tiêu chuẩn công nghệ của hệ thống IMT-2000
Các hệ thống thông tin di động thứ hai gồm: GSM, IS – 136, IS – 95 CDMA
và PDC. Trong qúa trình thiết kế các hệ thống thông tin di động thế hệ ba, các hệ
thống thế hệ hai đã được các cơ quan tiêu chuẩn hoá của từng vùng xem xét để đưa
ra các đề xuất tương thích. Khuyến nghị ITU-R M.1457 đưa ra 6 tiêu chuẩn công
nghệ cho giao diện truy nhập vô tuyến của thành phần mặt đất của các hệ thống
IMT-2000, bao gồm:
- IMT-2000 CDMA Direct Spread (trải phổ trực tiếp), thường được biết dưới
tên WCDMA.
- IMT-2000 CDMA Multi-Carrier (nhiều sóng mang), đây là phiên bản 3G
của hệ thống IS-95 (hiện nay gọi là cdmaOne)
- IMT-2000 CDMA TDD


6

- IMT-2000 TDMA Single-Carrier (một sóng mang), các hệ thống thuộc
nhóm này được phát triển từ các hệ thống GSM hiện có lên GSM 2+ (được
gọi là EDGE).
- IMT-2000 FDMA/TDMA (thời gian tần số), đây là hệ thống các thiết bị
kéo dài thuê bao số ở châu Âu.
- IMT-2000 OFDMA TDD WMAN (thường được biết dưới tên WiMAX di
động).
Mỗi tiêu chuẩn trong sáu tiêu chuẩn công nghệ nêu trên đều được các công
ty lớn và một số quốc gia có nền công nghiệp điện tử, viễn thông phát triển ủng hộ
và ra sức vận động. Các tiêu chuẩn này cạnh tranh gay gắt với nhau trong việc
chiếm lĩnh thị trường thông tin di động. Trong đó chỉ có 3 công nghệ được biết đến

nhiều nhất và phát triển thành công là WCDMA, CDMA 2000 1x EV-DO và
WiMAX di động.

1.2. Công nghệ vô tuyến di động thế hệ thứ 4 (4G) IMT-Advanced
1.2.1. Khái quát về LTE
LTE có thể được gọi với cái tên không chính thức là 3,9G. LTE sử dụng kỹ
thuật đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao OFDMA ở đường xuống. Ở
đường lên, LTE sử dụng kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo tần số - đơn sóng
mang SC-FDMA.
a) Một số tính năng của LTE:
- Tốc độ đỉnh tức thời với băng thông 20 MHz: Tải xuống 100 Mbps; Tải lên
50 Mbps.
- Dung lượng dữ liệu truyền tải trung bình của một người dùng trên 1 MHz
so với mạng HSDPA Rel. 6:
- Tải xuống: gấp 3 đến 4 lần; Tải lên: gấp 2 đến 3 lần.
- Hoạt động tối ưu với tốc độ di chuyển của thuê bao là 0 – 15 km/h. Vẫn
hoạt động tốt với tốc độ từ 15 – 120 km/h. Vẫn duy trì được hoạt động khi
thuê bao di chuyển với tốc độ từ 120 – 350 km/h (thậm chí 500 km/h tùy
băng tần)


7

- Băng tấn sử dung: LTE có thể được triển khai ở nhiều băng tần khác nhau
như ở tần số 700Mhz, 900Mhz, 1800Mhz, 1900Mhz, 2300Mhz…
- Các chỉ tiêu trên phải đảm bảo trong bán kính vùng phủ tróng 5km, giảm
chút ít trong phạm vi đến 30km. Từ 30-100km thì không hạn chế.
- Độ dài băng thông linh hoạt: có thể hoạt động với các băng 1.4Hz, 3MHz,
5 MHz, 10 MHz, 15 MHz và 20 MHz cả chiều lên và xuống. Hỗ trợ cả 2
trường hợp độ dài băng lên và băng xuống bằng nhau hoặc không.

- LTE cung cấp các tốc độ dữ liệu cao hơn cho cả đường lên và đường
xuống.
- Ngoài làm tăng tốc độ số liệu thực LTE còn làm giảm trễ gói.
- Tăng cường giao diện không gian cho phép tăng tốc độ số liệu. LTE được
xác định trên mạng truy nhập vô tuyến hoàn toàn mới dựa trên công nghệ
OFDM cho đường xuống và SC-FDMA cho đường lên.
- Hiệu quả sử dụng phổ tần cuả OFDM được nâng cao nhờ sử dụng kỹ thuật
điều chế bậc cao 64QAM. Mã hóa turbo, mã hóa xoắn cùng với các kỹ
thuật vô tuyến bổ xung như kỹ thuật MIMO kết quả là thông lượng trung
bình tăng lên 5 lần so với HSPA.
- Môi trường toàn IP. LTE là sự chuyển dịch tới mạng lõi toàn IP với giao
diện mở và kiến trúc đơn giản hóa. Đây là bước chuyển đổi của 3GPP tù hệ
thống mạng lõi đang tồn tại kết hợp song song trước đó la chuyển mạch
kênh và chuyển mạch gói sang mạng lõi chi sử dụng chuyển mạch gói.
b) Kiến trúc mạng LTE
- Một kiến trúc phẳng là cần thiết, kiến trúc phẳng với ít nút tham gia sẽ làm
giảm độ trễ và cải thiện hiệu suất. Bắt đầu từ phiên bản 7, 3GPP đã phát
triển ý tưởng đường hầm trực tiếp cho phép mặt phẳng người dùng bỏ qua
SGSN.
- Kiến trúc mạng LTE được thiết kế với mục tiêu hỗ trợ lưu lượng chuyển
mạch gói với tính di động linh hoạt, chất lượng dịch vụ (QoS) và độ trễ tối
thiểu. Một phương pháp chuyển mạch gói cho phép hỗ trợ tất cả các dịch


8

vụ bao gồm cả thoại thông qua các kết nối gói. Kết quả là trong một kiến
trúc phẳng hơn, rất đơn giản chỉ với 2 loại nút cụ thể là nút B phát triển
(eNB) và phần tử quản lý di động/cổng (MME/GW). Điều này hoàn toán
trái ngược với nhiều nút mạng trong kiến trúc mạng phân cấp hiện hành của

hệ thống 3G. Một thay đổi lớn nữa là phần điều khiển mạng vô tuyến
(RNC) được loại bỏ khỏi đường dữ liệu và chức năng của nó hiện nay
được thành lập ở eNB. Một số ích lợi của một nút duy nhất trong mạng truy
nhập là giảm độ trễ và phân phối của việc xử lý tải RNC vào nhiều eNB.
Việc loại bỏ RNC ra khỏi mạng truy nhập có thể một phần do hệ thống LTE
không hỗ trợ chuyển giao mềm..

1.2.2. Khái quát về LTE-Advanced
LTE-A là sự tiến hóa của công nghệ LTE, công nghệ dựa trên OFDMA này
được chuẩn hóa bởi 3GPP trong phiên bản (Release) 8 và 9. LTE-Advanced, dự án
được nghiên cứu và chuẩn hóa bởi 3GPP vào năm 2009 với các đặc tả được mong
đợi hoàn thành vào quí 2 năm 2010 như là một phần của Release 10 nhằm đáp ứng
hoặc vượt hơn so với những yêu cầu của thế hệ công nghệ vô tuyến di động thứ 4
(4G) IMT-Advance được thiết lập bởi ITU. LTE Advance sẽ tương thích ngược và
thuận với LTE, nghĩa là các thiết bị LTE sẽ hoạt động ở cả mạng LTE-Advance mới
và các mạng LTE cũ. ITU đã đưa ra các yêu cầu cho IMT-Advance nhằm tạo ra
định nghĩa chính thức về 4G. Thuật ngữ 4G sẽ áp dụng trên các mạng tuân theo các
yêu cầu của IMT-Advance xoay quanh báo cáo ITU-R M.2134. Một số yêu cầu
then chốt bao gồm:
- Hỗ trợ độ rộng băng tần có thể lên đến 40 MHz.
- Khuyến khích hỗ trợ các độ rộng băng tần rộng hơn.
- Hiệu quả sử dụng phổ tần đỉnh đường xuống tối thiểu là 15 b/s/Hz (giả sử
sử dụng MIMO 4×4).
- Hiệu quả sử dụng phổ tần đỉnh đường lên tối thiểu là 6.75 b/s/Hz (giả sử sử
dụng MIMO 4×4).
- Tốc độ thông lượng lý thuyến là 1,5 Gb/s.


9

Hiện tại chưa có công nghệ nào đáp ứng những yêu cầu này. Điều này thách
thức những công nghệ mới như LTE-Advanced và IEEE 802.16m. Một số công ty,
tổ chức cố gắng dán nhãn các phiên bản hiện tại của WiMAX và LTE là 4G nhưng
điều này chỉ chính xác đối với phiên bản tiến hóa của các công nghệ trên. LTE-A
thực chất chỉ là bản nâng cấp của LTE nhằm hướng đến thỏa mãn các yêu cầu của
IMT- Advanced. Việc nâng cấp này được thể hiện ở chỗ các công nghệ đã được sử
dụng trong LTE thì vẫn sử dụng trong LTE-A (OFDMA, SC- FDMA, MIMO,
AMC, Hybrid ARQ…). Tuy nhiên có một số cái tiến để phát huy tối đa hiệu quả
của chúng như MIMO tăng cường, với cấu hình cao hơn (8x8 MIMO)… Đồng thời
LTE-A còn được ứng dụng thêm nhiều kỹ thuật mới để nâng cao đặc tính của hệ
thống như:
- Carrier aggregation (tổng hợp sóng mang).
- Multi- antenna enhancement (đa ăng ten cải tiến).
- Relays (trạm chuyển tiếp).
- Heterogeneous Network (mạng không đồng nhất).
- Coordinate multipoint (phối hợp đa điểm).
Bằng việc áp dụng nhiều giải pháp kỹ thuật công nghệ mới như trên, LTE-A
có các đặc tính cao hơn hẳn so với LTE về nhiều mặt(tốc độ, băng thông, hiệu suất
sử dụng phổ, độ trễ xử lý…).
a) Kiến trúc mạng LTE-Advanced
-

Phần lõi chính của kiến trúc E-UTRAN là Node B phát triển (eNodeB), cung
cấp giao diện vô tuyến với mặt phẳng người sử dụng và mặt phẳng điều
khiển kết cuối hướng đến UE. Giao diện kết nối các eNodeB với nhau được
gọi là giao diện X2. Ngoài ra, 3GPP cũng xem xét đến các nút chuyển tiếp
(relay) và cách thức chuyển tiếp phức tạp cho việc mở rộng hiệu năng mạng.
Mục tiêu của công nghệ mới này là tăng vùng phủ, tốc độ dữ liệu cao hơn và
hiệu năng QoS tốt hơn và công bằng hơn đối với những người sử dụng khác
nhau. eNode B cung cấp E-UTRAN với những giao thức kết cuối mặt phẳng

điều khiển và mặt phẳng người sử dụng cần thiết, bao gồm có PDCP (giao


10

thức hội tụ dữ liệu gói), RLC (điều khiển liên kết vô tuyến), MAC (điều
khiển truy nhập môi trường), và các giao thức lớp vật lí (PHY). Chồng giao
thức mặt phẳng điều khiểm có thêm các giao thức điều khiển tài nguyên vô
tuyến (RRC). Mạng truy nhập vô tuyến LTE-Advanced sử dụng một kiến
trúc phẳng, hoàn toàn IP, với chỉ một loại nút đó eNodeB. eNodeB chịu trách
nhiệm cho tất cả các chức năng liên quan đến phần vô tuyến trong một hoặc
nhiều ô (cells). Một nhiệm vụ cơ bản của eNodeB đó là tạo ra miền có 3
vùng (3 sector). eNodeB kết nối đến mạng EPC thông qua giao diện S1, đặc
biệt hơn là kết nối đến S-GW thông qua giao diện S1-u (phần giao diện S1
cho người sử dụng), và kết nối đến MME thông qua giao diện S1-c (giao
diện S1 mặt phẳng điều khiển). Một Nút B phát triển có thể được kết nối đến
hiều MME/S-GW cho mục đích chia tải và dự phòng.
-

Mạng lõi gói phát triển EPC: Các thành phần chính của mạng lõi phát triển
EPC bao gồm: Thực thể quản lí di động (MME), Cổng phục vụ (S-GW),
Cổng mạng dữ liệu gói (PDN-GW).

1.3. Kết luận chương 1
Chương 1 đã đưa ra khái quát lịch sử hình thành, phát triển của hệ thống
IMT-2000 cũng như những đặc điểm chính của hệ thống IMT-2000, công nghệ
LTE và LTE-A [9]. Công nghệ LTE-A [9] thể hiện những ưu điểm vượt trội so với
các mạng thế hệ trước. Tốc độ triển khai mạng 4G LTE-A [4] diễn ra ngày càng
nhanh thể hiện qua sự tăng trưởng về số lượng nhà mạng đã và đang triển khai 4G
và số lượng thuê bao.

11

CHƯƠNG 2: QUY HOẠCH BĂNG TẦN 700MHz CHO
THÔNG TIN DI ĐỘNG IMT TRÊN THẾ GIỚI
2.1. Khuyến nghị của Liên minh Viễn thông Quốc tế - ITU
Liên minh viễn thông quốc tế ITU-R khuyến nghị 08 phương án quy hoạch
băng tần 698-806 MHz cho thông tin di động IMT (phương án A4, A5, A6, A7, A8,
A9, A10, A11). Mỗi quốc gia thành viên khi xây dựng quy hoạch băng tần này sẽ
phải tiếp tục nghiên cứu và lựa chọn phương án quy hoạch phù hợp nhất với điều
kiện sử dụng tần số của mình để triển khai áp dụng.
Phương án A4 (còn gọi là phương án thứ nhất) là kết hợp giữa phương thức
FDD và TDD. Tổng lượng phổ tần quy hoạch cho FDD là 70 MHz (bao gồm hai
đoạn băng tần có độ rộng 2x18 MHz và 2x17 MHz) và TDD là 12 MHz. Khoảng
cách song công thiết kế trong truyền dẫn FDD ở phương án A4 là 30 MHz, tạo ra sự
không tương thích với các phương án FDD khác (A5, A7, A8, A9, A11). Phương án
A4 được áp dụng tại một số quốc gia trong khu vực Mỹ latinh. Các mạng di động
triển khai thương mại hiện nay đang sử dụng đoạn băng tần 698-716 MHz/728-746
MHz; 776-793 MHz/746-763 MHz.
Phương án A5 sử dụng truyền dẫn FDD với tổng lượng phổ tần phân bổ 90
MHz (2x45 MHz) và khoảng cách song công 55 MHz. Hiện có 54 quốc gia định
hướng sử dụng băng tần 700 MHz theo quy hoạch APT700 cho thông tin di động
LTE/LTEAdvanced
MHz

690

700

710

720

5
MHz

730

740

750

760

770

780

10 MHz
45 MHz

800

3
MHz

A5
698
MHz

790

45 MHz

806
MHz

M.1036-03-A5

Hình 2.1 Phương án quy hoạch A5

Phương án FDD được gọi là phương án song công kép (Dual Duplex). Nghĩa
là phương án quy hoạch gồm 3 lựa chọn khác nhau. Một là phương án toàn băng,
quy hoạch 2×45 MHz FDD, khoảng tần số centre gap là 10 MHz. Phương án 2×30


12

MHz gồm có hai lựa chọn. Phương án song công dưới 2×30 MHz: 703-733 MHz
(uplink)/758-788MHz (Downlink), tần số centre gap là 25 MHz. Phương án song
công trên 2×30 MHz: 718-748 MHz (uplink)/ 773-803MHz(downlink), tần số
centre gap là 25 MHz.
Phương án quy hoạch A6 theo khuyến nghị ITU-R REC 1036-5, Phương
án TDD là băng tần 698-806 MHz. Phương án A5 và A6 là hai phương án quy
hoạch được phát triển bởi Hiệp hội thông tin vô tuyến khu vực Châu Á-Thái Bình
Dương APT/AWG. Phương án A6 áp dụng phương thức TDD, việc hỗ trợ thực hiện
ghép sóng mang của phương thức TDD với các sóng mang tại băng tần khác còn
hạn chế
Phương án A7: băng tần 700 MHz được quy hoạch tổng cộng 60 MHz (2x30

MHz) theo phương thức truyền dẫn FDD. Phương án này tương thích với A5, tuy
nhiên phân cách thu phát khá lớn (25 MHz). Do vậy, để tiếp tục tận dụng lượng phổ
tần trong đoạn phân cách này, ITU-R khuyến nghị phương án A11, kết hợp giữa
phương thức FDD của A7 và phương thức SDL để triển khai cấu hình truyền dẫn
tăng tốc dung lượng đường xuống cho mạng thông tin di động IMT. Phương án A7
và A11 được các quốc gia châu Âu khuyến nghị áp dụng.
Hai phương án A8 và A9 có lượng băng thông phân bổ thấp, tương ứng là 10
MHz (2x5 MHz) và 6 MHz (2x3 MHz), dẫn đến không hiệu quả về phổ tần khi
triển khai độc lập. Do vậy, hai phương án này phù hợp khi triển khai kết hợp với
phương án tương thích với nó (phương án A5). Phương án A8 và A9 được đề
xướng nhằm hướng tới hỗ trợ triển khai các dịch vụ di động đặc thù như dịch vụ an
ninh công cộng và giảm nhẹ thiên tai (PPDR) hay dịch vụ kết nối Internet vạn vật
IoT.
MHz

A8

690

700

MS
Tx

698

710

720

730

740

750

BS
Tx

703

753

758

Hình 2.2 Phương án quy hoạch A8

760

770

780

790

800


13

Phương án A8, đưa ra phương án quy hoạch FDD cho 2×5 MHz : uplink
698-703MHz và Downlink: 853-858 MHz. Đây được xem là phương án mở rộng
thêm 2×5 MHz cho phương án 2×45 MHz như trình bày ở trên. Do phân kênh
truyền hình khác nhau, nên thực tế có những quốc gia có thể giải phóng băng tần tới
694 MHz nếu phân kênh truyền hình trên băng tần này là 8 MHz. Những quốc gia
phân kênh truyền hình 7 MHz thì sẽ chỉ giải phóng băng tần tới 698 MHz. Như vậy
phương án mở rộng này chỉ có thể áp dụng cho những nước phân kênh truyền hình
8 MHz và có thể giải phóng tần số từ 694-806 MHz.

2.2. Phương án quy hoạch băng tần 700MHz tại khu vực Châu Á Thái
Bình Dương (APT 700)
Phương án quy hoạch APT 700 đưa ra hai lựa chọn để quy hoạch băng tần
700 MHz đó là:
-

Phân chia song công theo tần số FDD (APT700 band 28)

Hình 2.3 Phân chia song công theo tần số FDD

FDD
Uplink: 703-748 MHz;
Downlink: 758-803 MHz;
-

Khoảng bảo vệ
Liền kề dưới Uplink: 5 MHz (698-703 MHz)
Liền kề trên Downlink: 3 MHz (803-806 MHz)
Centre gap: 10 MHz (748-758 MHz)

Phân chia song công theo thời gian TDD: Sử dụng dải tần 703 - 803

MHz


14

Hình 2.4 Phân chia song công theo thời gian TDD

Thực tế, từ rất sớm, các nước Châu Á Thái Bình Dương đã thống nhất quy
hoạch băng tần này theo hai phương án cơ bản gồm FDD và TDD như trên. Sau đó
các nước Châu Á Thái Bình Dương đã đệ trình phương án quy hoạch này lên tới
Liên minh Viễn thông Quốc tế và đã được công nhận và đưa vào nội dung Khuyến
nghị ITU-R REC 1036-5.

2.3. Phương án quy hoạch băng tần 700MHz tại Châu Âu (CEPT 700)
Tại Châu Âu, do băng tần 800 MHz đã được quy hoạch theo Band 20 (791821/ 832-862 MHz), băng tần 700 MHz được xác định là từ 694 đến 790 MHz.
Theo báo cáo ECCREP 60 (report B) về phát triển điều kiện kỹ thuật hài hòa trên
băng tần 694-790 MHz cho các hê thống vô tuyến băng rộng và các sử dụng khác
tại Châu Âu (năm 2016) và Quyết định DEC 687/2016 ngày 28/4/2016 của Ủy ban
Châu Âu về hài hòa băng tần 694-790 MHz cho các hệ thống mặt đất cung cấp dịch
vụ băng rộng, CEPT thống nhất phương án quy hoạch băng tần này gồm FDD 2×30
MHz và phần băng tần dành cho SDL (supplemental downlink) tại khoảng centre
gap.

Hình 2.5 Phương án quy hoạch băng tần CEPT 700

FDD
Uplink 703-733 MHz;

Khoảng bảo vệ
Liền kề dưới Uplink: 9 MHz (694-703 MHz)