Nghiên cứu đề xuất phương án phân bổ băng tần 915925 MHZ hỗ trợ triển khai mạng kết nối Internet vạn vật – IOT tại Việt Nam (tt)

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

Nguyễn Văn Mong

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN PHÂN BỔ BĂNG TẦN 915-925 MHZ
HỖ TRỢ TRIỂN KHAI MẠNG KẾT NỐI INTERNET VẠN VẬT – IOT TẠI VIỆT
NAM

Chuyên ngành: Kỹ thuật Viễn Thông
Mã số: 8.52.02.08

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội - 2019


Luận văn được hoàn thành tại:
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

Người hướng dẫn khoa học: PGT.TS Lê Nhật Thăng

Phản biện 1:…………………………………………………………………
Phản biện 2: …………………………………………………………………

Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ tại Học viện
Công nghệ Bưu chính Viễn thông
Vào lúc: ....... giờ ....... ngày ....... tháng ....... .. năm ...............

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Thư viện của Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông

1

LỜI NÓI ĐẦU
Mạng lưới vạn vật kết nối Internet hay Internet vạn vật (viết tắt là IoT –
Internet of Things) là một kịch bản của thế giới, khi mà mỗi đồ vật, con người được
cung cấp một định danh của riêng mình và tất cả có khả năng truyền tải, trao đổi
thông tin, dữ liệu qua một mạng duy nhất mà không cần đến sự tương tác trực tiếp
giữa người với người, hay người với máy tính. Hiểu một cách đơn giản, IoT là tất cả
các thiết bị có thể kết nối với nhau. Việc kết nối có thể thực hiện qua Wifi, mạng
viễn thông băng rộng (3G, 4G), Bluetooth, ZigBee, hồng ngoại… Các thiết bị có thể
là điện thoại thông minh, máy pha cafe, máy giặt, tai nghe, bóng đèn, và nhiều thiết
bị khác. Cisco, nhà cung cấp giải pháp và thiết bị mạng hàng đầu hiện nay dự báo:
Đến năm 2020, sẽ có khoảng 50 tỷ đồ vật kết nối vào Internet, thậm chí con số này
còn có thể nhiều hơn. IoT sẽ là mạng khổng lồ kết nối tất cả mọi thứ, bao gồm cả
con người và sẽ tồn tại các mối quan hệ giữa người và người, người và thiết bị, thiết
bị và thiết bị.
Nhận thấy được tầm quan trọng của việc chuẩn hóa và hài hòa băng tần cho
kết nối vô tuyến giữa các vạn vật IoT, tại Hội nghị thông tin vô tuyến thế giới
WRC-15 năm 2015 đã quyết định đưa nội dung liên quan đến tiêu chuẩn kết nối và
sử dụng tần số vô tuyến điện vào chương trình nghị sự số 9.1.8 của Hội nghị WRC19 và giao cho các nhóm nghiên cứu của ITU-R triển khai nghiên cứu và báo cáo
kết quả. Trong khi đó, tại khu vực châu Á-Thái Bình Dương, nhóm nghiên cứu vô
tuyến APT/AWG cũng đang tiến hành nghiên cứu, xây dựng dự thảo báo cáo kỹ
thuật về băng tần số và điều kiện kỹ thuật, khai thác cho loại hình kết nối IoT vùng
phủ rộng trong khu vực châu Á-Thái Bình Dương. Mục tiêu nhằm khuyến nghị
băng tần hài hòa cho kết nối IoT để thúc đẩy hình thành và phát triển hệ sinh thái
thiết bị và ứng dụng IoT đa dạng với giá thành phù hợp với đại đa số người dùng.
Để có cơ sở lý luận khoa học tham mưu cho các Cơ quan quản lý Nhà nước
về khả năng sử dụng thiết bị IoT trên băng tần 915-925 MHz phù hợp cho phép

triển khai mạng kết nối lưới vạn vật kết nối Internet, cần tiến hành những nghiên
cứu cẩn thận dựa trên cơ sở phân tích và nghiên cứu kinh nghiệm phân bổ tần số


2

cho thiết bị IoT tại các quốc gia trong và ngoài khu vực. Đây cũng là lý do và mục
tiêu của Luận văn nghiên cứu.
Để đạt được mục tiêu trên, Luận văn đã tiến hành nghiên cứu lý thuyết về
công nghệ, kiến trúc, mô hình mạng kết nối vạn vật, đánh giá can nhiễu.. Theo đó,
kết quả nghiên cứu được trình bày với cấu trúc gồm ba chương:
Chương 1 trình bày nghiên cứu tổng quan về công nghệ IoT gồm nội dung về
kiến trúc, mô hình mạng và các tiêu chuẩn công nghệ kết nối và các kịch bản ứng
dụng của IoT, để có cái nhìn tổng quan về công nghệ.
Chương 2 nghiên cứu hiện trạng sử dụng băng tần 915-925 MHz tại Việt
Nam và nghiên cứu kinh nghiệm quốc tề về quản lý tần số đối với thiết bị IoT hoạt
động ở băng tần miễn cấp phép, để có sở cứ và học hỏi kinh nghiệm từ các quốc gia
trên thế giới áp dụng vào Việt Nam.
Trên cơ sở nghiên cứu ở các chương trước và thực trạng sử dụng băng tần ở
Việt Nam, Chương 3 của Luận văn đưa ra kiến nghị và khả năng phân bổ băng tần
915-925MHz hỗ trợ thiết bị IoT tại Việt Nam và kiến nghị một số hướng nghiên
cứu tiếp theo của Luận văn.


3

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÁC CÔNG NGHỆ KẾT NỐI
VÔ TUYẾN INTERNET VẠN VẬT IOT
Trong chương này, Luận văn giới thiệu tổng quan về công nghệ kết nối vô
tuyến IoT, kiến trúc mô hình mạng kết nối, các tiêu chuẩn kết nối IoT hiện tại và

các kịch bản ứng dụng trong thực tế.

1. Tổng quan về công nghệ kết nối vô tuyến IoT
IoT có thể được coi là một tầm nhìn sâu rộng của công nghệ và cuộc sống.
Từ quan điểm của tiêu chuẩn kỹ thuật, IoT có thể được xem như là một cơ sở hạ
tầng mang tính toàn cầu cho xã hội thông tin, tạo điều kiện cho các dịch vụ tiên tiến
thông qua sự liên kết các “Things”. IoT dự kiến sẽ tích hợp rất nhiều công nghệ
mới, chẳng hạn như các công nghệ thông tin machine-to-machine, mạng tự trị, khai
thác dữ liệu và ra quyết định, bảo vệ sự an ninh và sự riêng tư, điện toán đám mây.
Chức năng bắt buộc của một device là giao tiếp, và chức năng không bắt
buộc là cảm biến, thực thi, thu thập dữ liệu, lưu trữ dữ liệu và xử lý dữ liệu. Các
thiết bị thu thập các loại thông tin khác nhau và cung cấp các thông tin đó cho các
network khác nơi mà thông tin được tiếp tục xử lý. Một số thiết bị cũng thực hiện
các hoạt động dựa trên thông tin nhận được từ network.
Thiết bị sẽ được phân loại vào các dạng như thiết bị mang thông tin, thiết bị
thu thập dữ liệu, thiết bị cảm ứng (sensor), thiết bị thực thi:– Thiết bị mang dữ liệu
(Data carrierring device): Một thiết bị mang thông tin được gắn vào một Physical
Thing để gián tiếp kết nối các Physical Things với các mạng lưới thông tin liên lạc.
Thiết bị thu thập dữ liệu (Data capturing device): Một device thu thập dữ liệu có thể
được đọc và ghi, đồng thời có khả năng tương tác với Physical Things. Sự tương tác
có thể xảy ra một cách gián tiếp thông qua device mang dữ liệu, hoặc trực tiếp
thông dữ liệu gắn liền với Physical Things. Trong trường hợp đầu tiên, các device
thu thập dữ liệu sẽ đọc thông tin từ một device mang tin và có ghi thông tin từ các
network và các device mang dữ liệu. Thiết bị cảm ứng và thiết bị thực thi (sensing


4

device and actuationdevice): Một device cảm nhận và device thực thi có thể phát
hiện hoặc đo lường thông tin liên quan đến môi trường xung quanh và chuyển đổi

nó sang tín hiệu dạng số. Nó cũng có thể chuyển đổi các tín hiệu kỹ thuật số từ các
mạng thành các hành động (như tắt mở đèn, hù còi báo động …). Nói chung, thiết
bị và thiết bị thực thi kết hợp tạo thành một mạng cục bộ giao tiếp với nhau sử dụng
công nghệ truyền thông không dây hoặc có dây và các gateway.General device đã
được tích hợp các network thông qua mạng dây hoặc không dây. General device
bao gồm các thiết bị và dùng cho các domain khác nhau của IoT, chẳng hạn như
máy móc, thiết bị điện trong nhà, và smart phone.
Dựa vào loại ứng dụng cung cấp, hệ sinh thái IoT phân ra hai loại là critical
IoT và massive IoT. Massive IoT là các ứng dụng yêu cầu công suất, chi phí, dữ
liệu thấp, số lượng kết nối lớn. Critical IoT là các ứng dụng yêu cầu độ tin cậy siêu
cao, độ trễ cực thấp và độ khả dụng rất cao.

2. Kiến trúc và mô hình mạng kết nối vô tuyến IoT
Ở phần mạng truy cập, kiến trúc mạng chung mạng kết nối vô tuyến Internet
vạn vật - IoT sử dụng các công nghệ không dây khác nhau, trong đó các thành phần
IoT đa dạng đang được kết nối với các thành phần mạng 3GPP. Sự hình thành các
mạng IoT là từ các kết nối máy tới máy (Machine to Machine – M2M hoặc MTC Machine Type Communications), các thiết bị kết nối tới gateway và máy chủ IoT.
Trong đó tất cả các thiết bị chuyển dữ liệu thu thập nhận thông tin của họ đến máy
chủ IoT thông qua một thực thể trung gian là một IoT gateway.
Trong bài Luận văn đưa ra mô hình mạng của mạng kết nối IoT bao gồm các
lớp:
Lớp thực thể (Objects) hoặc lớp nhận thức (Preception), là các cảm biến vật
lý của IoT nhằm thu thập và xử lý thông tin.
Lớp thực thể trừu tượng (Object Abstractions) truyền dữ liệu do lớp thực thể
tạo ra tới tầng quản lý dịch vụ (Service Management) thông qua các kênh bảo mật.


5

Lớp quản lý dịch vụ (Service Management) hoặc lớp Middleware ghép nối

một dịch vụ với người dùng dựa vào địa chỉ và tên.
Lớp ứng dụng cung cấp các dịch vụ mà khách hàng yêu cầu. Ví dụ, lớp ứng
dụng có thể cung cấp các phép đo nhiệt độ và độ ẩm không khí cho khách hàng yêu
cầu dữ liệu đó. Lớp nghiệp vụ quản lý các hoạt động và dịch vụ tổng thể của hệ
thống IoT, xây dựng một mô hình nghiệp vụ, đồ thị, sơ đồ… dựa trên dữ liệu nhận
được từ lớp ứng dụng. Nó cũng được thiết kế, phân tích, đánh giá, theo dõi và phát
triển các phần tử liên quan đến hệ thống IoT.

3. Các tiêu chuẩn công nghệ kết nối IoT trong băng tần thông tin di
động
Hiện nay 3GPP đã nghiên cứu, phát triển 03 tiêu chuẩn công nghệ IoT gồm:
LTE-M (hay eMTC); NB-IoT (NarrowBand IoT) và EC-GSM-IoT (Extended
Coverage-GSM-IoT).
EC-GSM: IoT cho tất cả thị trường GSM
Công nghệ EC-GSM IoT là một giải pháp kết nối IoT trên nền công nghệ
GSM. Đây là phiên bản tiến hóa của công nghệ di động 2G GSM với độ rộng một
kênh tần số 200 kHz. EC-GSM IoT là một cấu thành của hệ thống GSM và mang
lưu lượng thông tin của các dịch vụ IoT
LTE-M hỗ trợ nhiều trường hợp sử dụng Massive IoT
LTE là công nghệ di động băng rộng hàng đầu và phạm vi phủ sóng của nó
đang mở rộng nhanh chóng. Cho đến nay, việc đáp ứng nhu cầu ngày càng lớn về
dữ liệu di động với các thiết bị có khả năng cao để sử dụng phổ mới đang được tập
trung nghiên cứu. Với các tính năng như Carrier Aggregation, MIMO và Lean
Carrier, tế bào LTE đã đạt đến phẩm chất cỡ Gigabit trên giây, có thể tạo ra trải
nghiệm người dùng băng rộng di động tuyệt vời.
NB-IoT hỗ trợ các ứng dụng Massive IoT Ultra-Low-End
Công nghệ kết nối IoT băng hẹp mới đã được chuẩn hóa (công nghệ NBIoT). NB-IoT là một giao diện vô tuyến mới sử dụng điều chế (OFDMA) ở đường


6

xuống và điều chế (SC-FDMA) ở chiều lên. Băng thông kênh là 200 kHz và băng
thông chiếm dụng chỉ vào khoảng 180 kHz. Do vậy mỗi sóng mang sẽ có một đoạn
băng tần bảo vệ 10 kHz ở mỗi bên, tương đương với một khối tài nguyên LTE. NBIoT sử dụng cả băng thông cố định 180 kHz ở đường xuống và đường lên với cấu
hình triển khai không kết hợp. Ngoài ra, nó có thể sử dụng các khối tài nguyên của
chính hệ thống LTE hoặc một phần băng tần không sử dụng trong khoảng bảo vệ
của sóng mang LTE

4. Các tiêu chuẩn công nghệ kết nối IoT trong mạng diện rộng công suất
thấp LPWAN
Mạng diện rộng công suất thấp (LPWAN) có khả năng cung cấp kết nối diện
rộng với các thiết bị công suất thấp, tốc độ thấp (khoảng vài chục kpbs) phân bố
trên các khu vực địa lý rất lớn. Khoảng một phần tư trong tổng số 30 tỷ thiết bị
IoT/M2M tổng thể sẽ được kết nối với Internet bằng cách sử dụng các công
nghệLPWAN hoặc công nghệ di động.
Các mạng LPWAN vượt trội hơn so với các công nghệ truyền thống phổ
biến hệ sinh thái IoT như mạng không dậycự ly ngắn, ZigBee, Bluetooth, Z-Wave,
mạng cục bộ không dây (WLAN), Wifi và mạng thông tin di động.
Công nghệ ZigBee
Công nghệ ZigBee được xây dựng dựa trên tiêu chuẩn IEEE 802.15.4 do tổ
chức quốc tế IEEE phát triển cho lớp vật lý và lớp MAC của mạng vô tuyến cá nhân
không dây WPAN. Tiêu chuẩn này định nghĩa 27 kênh tần số vô tuyến ở các băng
tần 868 MHz, 915 MHz và 2,4 GHz; trong đó kênh số 0 có tần số trung tâm 868,3
MHz, kênh số 1 đến kênh số 10 trong dải tần 902-928 MHz và kênh số 11 đến kênh
số 26 nằm trong dải tần 2400-2483,5 MHz.
Công nghệ Z-Wave
Không giống như công nghệ Zigbee, công nghệ Z-wave sử dụng độ rộng
kênh tần số hẹp hơn (độ rộng một kênh tần số thông thường từ 300 kHz đến 400
kHz) và không áp dụng kỹ thuật điều chế trải phổ. Công nghệ này sử dụng kỹ thuật

7

điều chế FSK hoặc GFSK trên dải tần số 868 MHz/920 MHz, do vậy có được lợi
thế về vùng phủ sóng rộng. Cự ly truyền dẫn của thiết bị đạt được từ 30 m đến 100
m
Công nghệ LoRa
LoRa là công nghệ vô tuyến được phát triển để cho phép truyền thông tin dữ
liệu tốc độ thấp với vùng phủ rộng bằng cách sử dụng các bộ cảm biến trong ứng
dụng kết nối IoT như quản lý năng lượng, giám sát môi trường, rác thải... LoRa sử
dụng kỹ thuật điều chế trải phổ (CSS:Chirp Spread Spectrum). Theo đó, các tín hiệu
thông tin được điều chế trải phổ sử dụng các chuỗi xung có tốc độ bit cao hơn của
tốc độ của tín hiệu gốc. Nhờ sử dụng kỹ thuật trải phổ CSS mà các tín hiệu được
điều chế theo tiêu chuẩn của LoRa với tốc độ chip khác nhau có thể hoạt động trong
cùng một khu vực mà không gây nhiễu cho nhau. Do vậy, cho phép nhiều thiết bị
LoRa có thể trao đổi dữ liệu trên nhiều kênh đồng thời.

5. Các kịch bản ứng dụng kết nối vô tuyến công nghệ IoT
Ứng dụng IoT trong lĩnh vực quản lý năng lượng
Ứng dụng công nghệ kết nối vô tuyến IoT vào ngành điện mà cụ thể là dùng
để đọc chỉ số công tơ điện được xem là bước đột phá trong quản lý, vận hành, sản
xuất kinh doanh của ngành điện lực. Hệ thống thu thập chỉ số công tơ từ xa hoàn
toàn tự động, ứng dụng công nghệ vô tuyến cự ly ngắn, công suất thấp. Mô hình kết
nối trong mạng được thực hiện theo kiểu hình lưới (mesh). Mạng kết nối được hình
thành tự động bởi các công tơ có tích hợp công nghệ vô tuyến cho phép thực hiện
việc ghi chỉ số công tơ từ xa, không cần phải đến hiện trường mà vẫn có thể theo
dõi số liệu hàng giờ trên máy tính hoặc các thiết bị di động có kết nối Internet.
Một ứng dụng khác của IoT trong ngành điện là ứng dụng xác định vị trí sự
cố của hệ thống truyền tải điện. Các bộ cảnh báo sự cố qua sóng vô tuyến điện cho
phép giám sát từ xa các mạng lưới điện trên không và phát hiện khi có sự cố như

ngắn mạch hay chạm đất, đồng thời giảm thời gian mất điện, từ đó nâng cao chất


8

lượng dịch vụ trong ngành điện. Các bộ cảnh báo sự cố có thể giao tiếp với trạm thu
phát trong khoảng cách vài trăm mét để truyền dữ liệu về hệ thống trung tâm xử lý.
Ứng dụng IoT trong nông nghiệp và giám sát môi trường
Các hệ thống IoT cũng có thể được sử dụng trong lĩnh vực quản lý, giám sát
môi trường để đo đạc, theo dõi các thông số về thời tiết, tình trạng ô nhiễm và trong
nông nghiệp nhằm cải thiện tình trạng ô nhiễm môi trường và tăng năng suất nông
nghiệp. Một số ứng dụng khác của IoT trong môi trường như theo dõi tập tục sống
của các loài động vật, côn trùng hay quan sát, đánh giá điều kiện môi trường tác
động tới mùa màng và vật nuôi; giám sát và tự động tưới tiêu; cảnh báo, phát hiện
cháy rừng; nghiên cứu khí tượng và địa lý; cảnh báo, phát hiện sớm về tình hình lũ
lụt....
Ứng dụng IoT trong lĩnh vực giao thông vận tải
IoT sẽ được đưa vào áp dụng trong các hệ thống thông tin hợp tác chủ động,
nhằm hỗ trợ, cảnh báo chủ xe về các tình huống nguy hiểm và hệ thống có thể can
thiệp thông qua cơ cấu phanh tự động hoặc chuyển hướng xe tự động để tránh tai
nạn. Các ứng dụng lái xe có kết nối cho phép giảm thiểu số vụ tai nạn và tăng độ an
toàn, hiệu quả khi tham giao thông. Trong mô hình này, kết nối thông tin cũng được
thực hiện giữa xe và thiết bị di động của người đi bộ, người đi xe đạp để cải thiện
an toàn giao thông và tránh tai nạn.
Các ứng dụng liên quan đến an toàn giao thông có yêu cầu rất nghiêm ngặt
về độ trễ, độ tin cậy và tính khả dụng của kết nối để trao đổi, xử lý thông tin kịp
thời và đáng tin cậy. Điều này đặt ra những thách thức cho hệ thống vô tuyến truyền
thống.

6. Kết luận

Trong chương này, Luận văn đã trình bày tổng quan mạng kết nối Internet
vạn vật IoT, bao gồm tổng quan kết nối vô tuyến mạng IoT, giao tiếp giữa thiết bị
với thiết bị, người với thiết bị…. Dựa vào loại ứng dụng của thiết bị IoT, hệ sinh
thái IoT chia ra làm hai loại là critical IoT và massive IoT.


9

IoT có khả năng kết nối hàng tỷ thiết bị không đồng nhất qua Internet. Do
đó, cần có kiến trúc lớp linh hoạt tùy theo các ứng dụng sử dụng.
Kết nối IoT được hỗ trợ bởi các công nghệ truyền thông trong băng tần mạng
thông tin di động tế bào hiện nay như GSM, WCDMA, LTE và mạng 5G tương lai.
Việc triển khai kết nối IoT dùng công nghệ thông tin di động có thể được thực hiện
ngay với hạ tầng mạng thông tin di động sẵn có. Hiện nay, trên thế giới đã hình
thành một số tiêu chuẩn công nghệ kết nối IoT trên nền mạng thông tin di động tế
bào. Trong đó đáng chú ý là ba tiêu chuẩn công nghệ: EC-GSM, LTE-M và NBIoT. Ngoài ra, mạng kết nối IoT còn hoạt động trên các băng tần miễn cấp phép(tên
thường gọi là LPWAN) với điều kiện bảo đảm tuân thủ yêu cầu về kỹ thuật và khai
thác nhất định để hạn chế can nhiễu có hại.
Dự báo tới năm 2020 và những năm tiếp theo sẽ chứng kiến sự bùng nổ về
mật độ và số lượng chủng loại thiết bị kết nối, được ứng dụng vào nhiều ngành và
lĩnh vực khác nhau. IoT được dự báo sẽ được ứng dụng rộng rãi cho nhiều ứng
dụng nhưng trong lĩnh vực quản lý năng lượng, nông nghiệp giám sát môi trường và
lĩnh vực giao thông vận tải.


10

CHƯƠNG II: HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG BĂNG TẦN 915-925
MHZ TẠI VIỆT NAM VÀ KINH NGHIỆM QUỐC TẾ VỀ
QUẢN LÝ TẦN SỐ CHO THIẾT BỊ IOT

Trong chương này, Luân văn giới thiệu hiện trạng sử dụng băng tần 915-925
MHz tại Việt Nam, học hỏi kinh nghiệm Quốc tế về chính sách và quản lý tần số
đối với thiết bị IoT trong băng tần 915-925 MHz.

1. Hiện trạng triển khai mạng kết nối IoT và băng tần 915-925 MHz tại
Việt Nam
Theo quy hoạch này, băng tần 880-960 MHz được quy hoạch thành hai đoạn
băng tần UL và DL với cấu trúc thành 04 lô song công theo tần số (FDD) gồm 880915 MHz cho hướng từ máy đầu cuối tới trạm gốc và 925-960 MHz cho hướng từ
trạm gốc đến thiết bị cầm tay để triển khai hệ thống thông tin di động GSM/EGSM.
Triển khai quy định số 25/2008/QĐ-BTTTT ngày 16/4/2008 của Bộ Thông
tin và Truyền thông, Cục Tần số vô tuyến điện đã cấp phép sử dụng băng tần 880915 MHz, 925-960 MHz cho bốn doanh nghiệp viễn thông để triển khai hệ thống
thông tin di động GSM/E-GSM toàn quốc.

Hình 2.5: Hiện trạng sử dụng băng tần 900 MHz

Bên cạnh hệ thống thông tin di động sử dụng băng tần 880-915 MHz, 925960 MHz, thì trên đoạn băng tần 915-925 MHz cũng được dành cho thiết bị nhận
dạng vô tuyến (RFID) hoạt động với mức công suất thấp, cự ly truyền dẫn ngắn. Hệ
thống thiết bị nhận dạng vô tuyến được miễn giấy phép sử dụng tần số khi bảo đảm


11

điều kiện về giới hạn công suất phát (không quá 500 mW ERP) và điều kiện về giới
hạn công suất phát xạ giả (bảng 2.2).
Bảng 2.2: Điều kiện về tần số và giới hạn phát xạ đối với thiết bị vô tuyến điện miễn
giấy phép sử dụng tần số băng 900 MHz tại Thông tư 46

Loại thiết bị hoặc
STT

Băng tần

ứng dụng vô tuyến Phát xạ chính Phát xạ giả
điện

1

918 ÷ 923 MHz

Thiết bị nhận dạng ≤
vô tuyến

500

mW Theo giới hạn

ERP

Thiết bị VTĐ cự ly
2

918 ÷ 923 MHz

ngắn dùng cho mục ≤ 25 mW ERP
đích chung

phát xạ giả 2
Theo giới hạn
phát xạ giả 2

2. Nghiên cứu kinh nghiệm Quốc tế về quy hoạch và sử dụng băng tần
915-925 MHz
Băng tần 915-921 MHz được Ủy ban Viễn thông châu Âu quy định sử dụng
cho thiết bị, ứng dụng vô tuyến điện cự ly ngắn dùng cho mục đích chung (nonspecific short range devices), thiết bị nhận dạng vô tuyến công suất cao với các điều
kiện kỹ thuật áp dụng cho thiết bị
Liên minh Viễn thông quốc tế ITU-R không đưa ra một tiêu chuẩn vô tuyến
cụ thể cho hệ thống IoT sử dụng băng tần miễn cấp phép. Thay vào đó, tổ chức này
cung cấp những vấn đề về kỹ thuật và khai thác chung cho các thiết bị kết nối IoT
sử dụng trên băng tần miễn cấp phép nhằm tối ưu sử dụng hiệu quả phổ tần số. Một
số yêu cầu kỹ thuật và khai thác cụ thể như sau:
Công suất phát của thiết bị IoT: Công suất phát xạ của trạm phát trong hệ
thống LPWAN thay đổi tùy thuộc vào công nghệ và chức năng của trạm (trạm đầu
cuối hay trạm cổng): Mức công suất phát điển hình của trạm cổng AS trong khoảng
200 mW đến 4 W EIRP, của trạm đầu cuối từ 5 mW đến 500 mW.


12

Tăng ích ăng ten: Hầu hết các máy phát sử dụng ăng ten vô hướng với độ
tăng ích từ 0 dBi đến 6 dBi.
Băng thông của sóng mang điều chế: Thông số này phụ thuộc vào loại công
nghệ sử dụng, với giá trị điển hình từ 100 Hz đến 500 kHz.
Phát xạ không mong muốn: Các thiết bị LPWAN phải đáp ứng các mức phát
xạ không mong muốn theo các giới hạn quy định tại Khuyến nghị ITU-R SM.329
và báo cáo ITU-R SM.2153. Các giới hạn này được xác định theo từng loại hình
dịch vụ và hệ thống sử dụng các băng tần lân cận.
Độ nhạy máy thu: Hệ thống LPWAN có độ nhạy rất cao (-140 dBm), do vậy
cho phép hệ thống này cung cấp vùng phủ sóng rộng. Đây là một đặc điểm quan
trọng của hệ thống LPWAN, thông qua áp dụng các kỹ thuật xử lý băng thông cực
thấp (UNB), kỹ thuật điều chế trải phổ trực tiếp (DSS) hoặc trải phổ chip (CSS) để

tăng độ nhạy cho máy thu.
Kỹ thuật truy cập phổ: Hầu hết các hệ thống LPWAN hỗ trợ kịch bản ứng
dụng IoT với số lượng kết nối lớn và dung lượng truyền dẫn thấp. Bên cạnh các kỹ
thuật truy cập phổ tần số được sử dụng cho các thiết bị vô tuyến cự ly ngắn (SRDs)
nói chung, các hệ thống LPWAN cũng áp dụng thêm kỹ thuật truy cập ngẫu nhiên
để tăng khả năng dùng chung tần số giữa các hệ thống và tối ưu hóa dung lượng và
chất lượng dịch vụ. Các hệ thống LPWAN thường sử dụng kỹ thuật giới hạn thời
gian phát (duty cycle), trong khoảng 1% đến 10%, hoặc AFA, LBT, hay nhảy tần để
tăng khả năng dùng chung tần số. Ngoài ra, trong các trạm truy cập AS cũng có thể
sử dụng tính năng vô tuyến định nghĩa bằng phần mềm SDR kết hợp với phân tập
thời gian và tần số nhằm cải thiện tính năng quản lý lưu lượng mạng và chất lượng
dịch vụ.
Hầu hết các cơ quan quản lý nhà nước ở châu Á, đã cho phép sử dụng băng
tần SRD/RFID cho các dịch vụ IoT và đang tiếp tục tính toán đưa ra các quy định
khai thác tránh gây nhiễu đến thiết bị RFID.


13

Tại Úc, ACMA cho phép IoT hoạt động trong băng tần 915-928 MHz của
SRD, MPTC của Campuchia đang chỉnh sửa quy hoạch phổ quốc gia và chính sách
cho các ứng dụng IoT trong băng 915-925 MHz. Cơ quan quản lý MISP của Hàn
Quốc cũng đang sửa đổi quy định số 30 về thiết bị RFID và mạng cảm biến không
dây cho phép IoT LPWAN hoạt động trong đoạn băng tần 917-923.5 MHz, công
suất truyền 200 mW. MCMC của Malaysia cho phép ứng dụng IoT trong băng tần
SRD hiện có 919-923 MHz. Bảng 2.7 đưa ra các quy định của các nước cho phép
ứng dụng IoT hoạt động trong băng tần 915-925 MHz.
Bảng 2.5: Quy định của các nước cho phép ứng dụng IoT hoạt động trong
băng tần 915-925 MHz
STT

Quốc gia

Băng tần

Công suất

Truy cập

(MHz)

phát xạ

phổ

Yêu cầu cấp phép
Đăng ký cấp tiểu

1

Mỹ

902-928

4W EIRP

Nhảy tần

2

Mexico

902-928

4W EIRP

Nhảy tần

Đang cấp phép

3

Brazil

920-925

4W EIRP

Nhảy tần

Đang cấp phép

4

Colombia

920-925

4W EIRP

Nhảy tần

Đang cấp phép

5

New Zealand

915-928

4W EIRP

Nhảy tần

Không cấp phép

6

Đài Loan

920-925

2W ERP

Nhảy tần

Không cấp phép

7

Nhật Bản

915-930

8

Singapore

920-925

9

Úc

915-928

3. Kết luận

20

mW LBT ~ 128

ERP
500

µs
mW

ERP
1 W EIRP

Nhảy tần
Nhảy tần

bang

Giấy phép khai thác

Không cấp phép


14

Hiện tại Băng tần 915-925 MHz đang được dành cho thiết bị nhận dạng vô
tuyến (RFID), thiết bị vô tuyến điện cự ly ngắn miễn cấp phép hoạt động với mức
công suất thấp, cự ly truyền dẫn ngắn.
Liên minh Viễn thông quốc tế ITU-R không đưa ra một tiêu chuẩn vô tuyến
cụ thể cho hệ thống IoT sử dụng băng tần miễn cấp phép. Thay vào đó, tổ chức này
cung cấp những vấn đề về kỹ thuật và khai thác chung cho các thiết bị kết nối IoT
sử dụng trên băng tần miễn cấp phép nhằm tối ưu sử dụng hiệu quả phổ tần số.
Ở các nước khu vực Châu Á và Mỹ, ngoài ứng dụng vô tuyến điện cự ly
ngắn dùng cho mục đích chung còn đang quy hoạch cho các ứng dụng mạng
LPWAN, tùy thuộc vào mỗi quốc gia mà có những chính sách quản lý khác nhau.


15

CHƯƠNG III: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN PHÂN BỔ BĂNG
TẦN 915-925 MHZ HỖ TRỢ TRIỂN KHAI MẠNG KẾT NỐI
INTERNET VẠN VẬT - IOT TẠI VIỆT NAM

Như đã đề cập ở chương hai, băng tần 915-925 MHz đang được sử dụng cho
ứng dụng vô tuyến điện cự ly ngắn dùng cho mục đích chung và thiết bị nhận dạng
vô tuyến điện RFID. Do vậy, để có sở cứ Luận văn sẽ tính đánh giá can nhiễu giữa
mạng kết nối IoT và RFID sau đó sẽ đề xuất đưa ra phương án phân bổ băng tần
915-925 MHz hỗ trợ mạng kết nối IoT và các điều kiện kỹ thuật khai thác thiết bị
IoT băng tần 915-925 MHz tại Việt Nam.

1. Đánh giá can nhiễu mạng kết nối Internet vạn vật IoT
Trong băng tần 915-925 MHz, được dành cho thiết bị nhận dạng vô tuyến
(RFID) hoạt động với mức công suất thấp, cự ly truyền dẫn ngắn. Hệ thống thiết bị
nhận dạng vô tuyến được miễn giấy phép sử dụng tần số khi bảo đảm điều kiện về
giới hạn công suất phát (không quá 500 mW ERP) và điều kiện về giới hạn công
suất phát xạ giả. Do vậy, trong Luận văn này sẽ đánh giá ảnh hưởng của thiết bị IoT
đến thiết bị RFID và RFID ảnh hưởng lên hệ thống thông tin di động.
Kết quả thử nghiệm mạng kết nối IoT tại Việt Nam, trường hợp thiết bị
RFID hoạt động ở chế độ tần số cố định, khoảng cách tần số giữa tần số phát RFID
và tần số đường xuống của trạm gốc thông tin di động GSM đạt 3 MHz, công suất
phát thiết bị RFID tối đa 2 W EIRP, thiết bị di động mạng GSM sẽ hoạt động bình
thường từ khoảng cách 4 mét. Do đặc điểm hệ thống RFID này chỉ được sử dụng tại
các trạm thu phí đường bộ tự động, độ cao anten phát cao trên 5 mét tính từ mặt
đường do đó khoảng cách về không gian như trên có thể đảm bảo được.
Với khoảng cách tần số thiết bị RFID và tần số đường xuống mạng thông tin
di động lớn hơn 3 MHz thì ảnh hưởng đến chất lượng thu của máy di động là không
đáng kể.


16

Thiết bị RFID hoạt động ở chế độ tần số cố định, công suất phát tối đa 2000
mW EIRP, khoảng cách tới trạm gốc thông tin di động đạt từ 300 mét, không có

ảnh hưởng từ thiết bị RFID tới băng tần đường lên mạng thông tin di động. Điều
kiện về khoảng cách không gian này có thể đạt được đối với trường hợp thiết bị
RFID chỉ được sử dụng tại các trạm thu phí đường bộ.
Không có ảnh hưởng nhiễu từ hệ thống thiết bị IoT của Sigfox tới hệ thống
RFID sử dụng cùng băng tần 915 – 925 MHz.
Ngược lại, ảnh hưởng từ thiết bị RFID đến trạm gốc IoT của Sigfox là đáng
kể trong trường hợp hai thiết bị này đặt gần nhau ở khoảng cách 6m và tần số thu
của trạm gốc Sigfox trùng với tần số phát của thiết bị RFID.
Trường hợp hai hệ thống RFID và Sigfox hoạt động trên các tần số khác
nhau, ảnh hưởng nhiễu là không đáng kể.

2. Các phương án phân bổ băng tần 915-925 MHz
Luận văn đưa ra hai phương án phân bổ cho băng tần 915-925 MHz như sau:
Phương án thứ nhất, băng tần 915-925 MHz là khoảng cách bảo vệ giữa
đường lên và đường xuống hệ thống thông tin di động sẽ được sử dụng cho hệ
thống RFID. Băng tần 915-925 MHz được phân bổ 4 MHz từ 918-922 MHz cho hệ
thống RFID (Hình 3.6).
915
MBF Guardband
8.3 MHz (3 MHz)

918

922
RFID
4 MHz

Uplink

925

Guardband VNM
(3 MHz) 10 MHz

Downlink

Hình 3.6: Phương án 1 – quy hoạch băng tần 915-925 MHz

Phương án thứ hai, Băng tần 915-925 MHz sẽ sử dụng 4 MHz sử dụng chung
cho thiết bị RFID và thiết bị IoT (Hình 3.7).


17

915

918

922

MBF

Guardband

RFID/IoT

8.3 MHz

(3 MHz)

4 MHz

925

Guardband VNM
(3 MHz) 10 MHz

Uplink

Downlink

Hình 3.7: Phương án 2 - quy hoạch băng tần 915-925 MHz

Ở cả hai phương án đều sử dụng khoảng cách tần số thiết bị RFID và IoT với
tần số đường xuống và đường lên mạng thông tin di động bằng 3 MHz thì khả năng
ảnh hưởng đến hệ thống thông tin di động sẽ là rất thấp.
Đánh giá, đề xuất phương án phân bổ băng tần 915 - 925 MHz
Trong phương án quy hoạch đầu tiên, đoạn băng tần 918-922 MHz phân bổ
ránh riêng cho hệ thống RFID, có ưu điểm là hạn chế thấp nhất khả năng can nhiễu
giữa thiết bị RFID và hệ thống thông tin di động nhưng sẽ có nhược điểm là không
hỗ trợ mạng kết nối IoT.
Trong phương án thứ hai, Luận văn đã đề xuất hệ thống RFID và IoT hoạt
động trên cùng một băng tần độ rộng 4 MHz. Phương án này có ưu điểm là hỗ trợ
mạng kết nối IoT trong băng tần 900 MHz, nhưng nhược điểm của phương án này
là khả năng can nhiễu giữa hệ thống RFID và IoT khi hoạt động chung một băng
tần.
Theo kết quả đánh giá can nhiễu giữa công nghệ RFID với Sigfox, ảnh
hưởng từ thiết bị RFID đến trạm gốc IoT của Sigfox là đáng kể trong trường hợp
hai thiết bị này đặt gần nhau khoảng và tần số thu của trạm gốc Sigfox trùng với tần
số phát của thiết bị RFID. Trên thực tế, khi Việt Nam cho phép triển khai ứng dụng
IoT công suất thấp, vùng phủ rộng với mật độ thiết bị dày, song song với ứng dụng

RFID hiện có thì hoàn toàn có thể xảy ra kịch bản can nhiễu trong trường hợp xấu
nêu trên.


18

Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu, Luận văn đề xuất lựa chọn phương án thứ
nhất trong số hai phương án đã đề xuất làm phương án quy hoạch băng tần 915-925
MHz để áp dụng trong điều kiện của Việt Nam (Hình 3.8).

Hình 3.8: Phương án đề xuất phân bổ băng tần 915-925 MHz

Như kết quả thử nghiệm mạng kết nối IoT tại Việt Nam, ở khoảng cách 6m từ
thiết bị RFID đến thiết bị IoT tỷ lệ nhận bản tin thành công của trạm gốc IoT đạt
70%, đây là mức độ ảnh hưởng nhiễu đáng kể khi mà trong tương lai, nếu cho phép
triển khai thiết bị IoT công suất thấp, vùng phủ rộng với mật độ dày, song song với
ứng dụng RFID hiện có thì hoàn toàn có thể xảy ra kịch bản can nhiễu trên.
3. Kết luận
Chương 3 đã đưa ra đề xuất phương án phân bổ băng tần 915-925 MHz hỗ
trợ mạng kết nối Internet vạn vật IoT. Để đạt được mục tiêu đó, Luận văn đã nghiên
cứu đánh giá khả năng can nhiễu mạng kết nối Internet vạn vật IoT trong thực tế
Cả hai phương án đều có ưu điểm là hạn chế khả năng can nhiễu giữa thiết bị
RFID và IoT lên hệ thống thông tin di động. Trong phương án nhất, dành riêng cho
hệ thống RFID băng tần 4 MHz từ 918-922 MHz nhưng sẽ có nhược điểm là không
hỗ trợ mạng kết nối IoT. Trong phương án thứ hai, Luận văn đã đề xuất hệ thống
RFID và IoT hoạt động trên cùng một băng tần độ rộng 4 MHz. Phương án này có
ưu điểm về tài nguyên phổ tần cho mạng kết nối IoT, nhược điểm của phương án
này là khả năng can nhiễu giữa hệ thống RFID và IoT khi hoạt động chung một
băng tần.
Theo kết quả đánh giá can nhiễu giữa công nghệ RFID với Sigfox, ảnh

hưởng từ thiết bị RFID đến trạm gốc IoT của Sigfox là đáng kể trong trường hợp
hai thiết bị này đặt gần nhau khoảng 6m và tần số thu của trạm gốc Sigfox trùng với
tần số phát của thiết bị RFID.


19

Do đó, Luận văn đề xuất lựa chọn phương án thứ nhất trong số hai phương án đã đề
xuất làm phương án quy hoạch băng tần 915-925 MHz để áp dụng trong điều kiện
của Việt Nam.


20

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Mục tiêu của Luận văn là nghiên cứu đề xuất phương án phân bổ băng tần
915-925 MHz hỗ trợ triển khai mạng kết nối Internet vạn vật IoT tại Việt Nam. Để
đạt được mục tiêu đó, luận văn đã thực hiện nghiên cứu các nội dung:
Nghiên cứu tổng quan về công nghệ kết nối vô tuyến Internet vạn vật IoT,
kiến trúc mô hình mạng, các tiêu chuẩn công nghệ của mạng IoT và các kịch bản
ứng dụng trong thực tế.
Nghiên cứu hiện trạng sử dụng băng tần 915-925 MHz tại Việt Nam và kinh
nghiệm quốc tế về quản lý tần số cho thiết bị IoT. Băng tần 915-925 MHz tại Việt
Nam, hiện tại đang được dành cho thiết bị nhận dạng vô tuyến (RFID) miễn cấp
phép hoạt động với mức công suất thấp, cự ly truyền dẫn ngắn.Liên minh Viễn
thông quốc tế ITU-R không đưa ra một tiêu chuẩn vô tuyến cụ thể cho hệ thống IoT
sử dụng băng tần miễn cấp phép. Thay vào đó, tổ chức này cung cấp những vấn đề
về kỹ thuật và khai thác chung cho các thiết bị kết nối IoT sử dụng trên băng tần
miễn cấp phép nhằm tối ưu sử dụng hiệu quả phổ tần số. Các nước khu vực Châu Á
và Mỹ, ngoài ứng dụng vô tuyến điện cự ly ngắn dùng cho mục đích chung còn

đang quy hoạch cho các ứng dụng mạng LPWAN, tùy thuộc vào mỗi quốc gia mà
có những chính sách quản lý khác nhau.
Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu đó, Luận văn đề xuất lựa chọn phương án
thứ nhất trong số hai phương án đã đề xuất làm phương án quy hoạch băng tần 915925 MHz để áp dụng trong điều kiện của Việt Nam. Trong phương án này, khoảng
cách bảo vệ giữa đường lên và đường xuống hệ thống thông tin di động sẽ được sử
dụng cho hệ thống RFID. Băng tần 915-925 MHz được phân bổ 4 MHz từ 918-922
MHz cho hệ thống RFID là một ứng dụng của mạng kết nối Internet vạn vật IoT.
Tuy nhiên, do thời gian và năng lực hạn chế, Luận văn chưa nghiên cứu,
đánh giá hết được các kịch bản can nhiễu xuất hiện trong thực tế. Ngoài ra, thiết bị
IoT còn hoạt động trên băng tần miễn cấp phép khác như 868 MHz, 433 MHz, 5.8


21

GHz….. đây cũng là một trong những hướng nghiên cứu, phát triển tiếp theo của
Luận văn.