Nghiên cứu quy hoạch lại băng tần 800 850 900MHz cho hệ thống thông tin di động IMT tại việt nam

Tại Việt Nam, băng tần 800/850MHz được quy định trong dải tần số 869MHz, dải tần này rất ít đơn vị sử dụng chỉ các hệ thống trunking phục vụ nhiệm 788-vụ an ninh, quốc phòng và hiện nay

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

-

Đỗ Trung Giáp NGHIÊN CỨU QUY HOẠCH LẠI BĂNG TẦN 800/850/900MHz CHO HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG IMT TẠI VIỆT NAM

Chuyên ngành: Kỹ thuật viễn thông

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 được ai công

bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả luận văn

Đỗ Trung Giáp

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy cô giáo đã tạo điều kiện cho tôi một môi trường học tập tốt, đồng thời truyền đạt cho tôi một vốn kiến thức quý báu, một

tư liệu khoa học để phục vụ cho quá trình học tập và công tác của tôi

Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các bạn trong lớp Cao học Kỹ thuật viễn thông M20CQTE01-B khóa 2020-2022 đã giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập vừa qua

Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Vũ Văn San đã tận tình chỉ bảo tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu, giúp tôi nhận thức đúng đắn về kiến thức khoa học, tác phong học tập và làm việc, tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận văn này

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã động viên giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thiện luận văn

Hà Nội, ngày tháng năm 2021

Đỗ Trung Giáp

i MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 3

LỜI CẢM ƠN 4

DANH MỤC HÌNH VẼ iii

DANH MỤC BẢNG iv

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT v

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI DỊCH VỤ THÔNG TIN DI ĐỘNG TRÊN BĂNG TẦN 800/850/900MHz TẠI VIỆT NAM 4

1.1 Các hệ thống thông tin di động (GSM/3G/4G/5G): 4

1.2 Hiện trạng khai thác dịch vụ thông tin di động tại Việt Nam: 17

1.3 Kết luận chương 1: 20

CHƯƠNG 2 TÌNH HÌNH QUY HOẠCH BĂNG TẦN 800/850/900MHz TRÊN THẾ GIỚI 22

2.1 Quy hoạch băng tần 800/850/900MHz khu vực Châu Âu: 22

2.2 Quy hoạch băng 800/850/900MHz khu vực Châu Á: 27

2.3 Quy hoạch và hiện trạng băng 800/850/900MHz khu vực châu Mỹ 31

2.4 Nghiên cứu khả năng đáp ứng công nghệ của băng 800/850/900MHz 32

2.5 Kết luận chương 2: 34

CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU THỰC TẾ VÀ ĐỀ XUẤT QUY HOẠCH LẠI BĂNG TẦN 800/850/900MHz CHO IMT TẠI VIỆT NAM 37

3.1 Mục đích yêu cầu 37

3.2 Đề xuất phương án quy hoạch lại băng tần 800/850/900MHz tại Việt Nam 39

3.3 Đề xuất công nghệ thông tin vô tuyến triển khai trên băng 800/850/900MHz 40

3.4 Phân tích đánh giá ưu nhược điểm, tính khả thi của phương án 45

3.5 Kết luận chương 3 48

KẾT LUẬN 49

 Các kết quả đạt được của luận văn 49

 Nhận xét, đề xuất, khuyến nghị 49

 Hướng nghiên cứu tiếp theo 50

iii

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Những chiếc điện thoại sử dụng công nghệ 2G 5

Hình 1.2 Phân hệ chuyển mạch SS 7

Hình 1.3 Điện thoại thông minh 9

Hình 1.4 HTC Evo 4G đầu tiên 13

Hình 1.5 Một kiến trúc hệ thống truy cập vô tuyến 5GError! Bookmark not defined. Hình 1.6 Speedtest 5G được thử nghiệm tại Việt Nam 16

Hình 1.7 Phân bổ băng tần giữa các nhà mạng tại Việt Nam 17

Hình 1.8 So sánh tốc độ mạng các thế hệ 3G, 4G, 5G 20

Hình 2.1 Quy hoạch CEPT áp dụng cho 27 nước Châu Âu, thị trường 500 triệu dân 22

Hình 2.2 Quy hoạch băng 700/800/900 MHz áp dụng cho các nước Châu Âu 22

Hình 2.3 Quy hoạch băng 850/900MHz tại Lào 29

Hình 2.4 Hiện trạng băng 850MHz tại Việt Nam 30

Hình 2.5 Quy hoạch đoạn trên băng tần 700MHz 31

Hình 2.6 Phân bổ băng tần số 800 MHz 34

Hình 2.7 Hài hòa băng tần 900MHz cho hệ thống thông tin di động 35

Hình 2.8 Hiện trạng sử dụng băng tần các nước chung biên giới với Việt Nam 36

Hình 3.1 Sự phát triển công nghệ từ LTE đến LTE-A 43

v

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.2 Quy hoạch băng 800MHz của một số nước trong khu vực 28

Bảng 2.3 Quy hoạch GSM850 và UMTS850 khu vực Châu Mỹ 31

Bảng 3.1 Phương án 1 giữ nguyên hiện trạng băng tần 800/850/900MHz 39

Bảng 3.2 Băng tần N20 trên băng 800/850MHz theo 3GPP 39

Bảng 3.3 Phương án 2.1 quy hoạch cho băng N20 40

Bảng 3.4 Phương án 2.2 quy hoạch lại cho băng 900MHz 40

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Project

Dự án đối tác thế hệ thứ 3

Thái Bình Dương

CCITT International Telegraph &

Telephone Consultative Committee

Uỷ ban tư vấn quốc tế về điện thoại và điện báo

CEPT European Conference of Postal and

Telecommunications Administrations

Ủy ban viễn thông bưu chính

Châu Âu

DVB-T Digital Video Broadcasting –

Terrestrial

Truyền hình quảng bá số mặt đất

ECC Electronic Communications

Committee

Ủy ban Truyền thông Điện tử

FDD Frequency Division Duplex Truy nhập phân chia theo tần

sốGSM Global System for

Mobile Communication

Thông tin di động toàn cầu

Center

Cổng trung tâm chuyển mạch

Access

Truy cập gói đường xuống tốc

độ caoIEEE

vii

ITU International Telecommunication

Union

Liên minh viễn thông quốc tế

IMT International Mobile

Telecommunications

Hệ thống thông tin di động băng rộng

IoT Internet of Thing Mạng lưới vạn vật kết nối

Internet

LTE-Advanced

MSC Mobile Services Switching Center Trung tâm chuyển mạch dịch

vụ di động

NB-IoT Narrowband Internet of Thing Vạn vật kết nối băng hẹp

Multiple Access

Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao

gian

Telecommunication System

Hệ thống thông tin di động toàn cầu

TDD Time Division Duplex ruy nhập phân chia theo

thời gian

VoIP Voice over Internet Protocol Giao thức thoại qua Internet

WiMAX Worldwide Interoperability for

Microwave Access

Chuẩn kết nối Internet băng thông rộng

WRC World Radiocommunications

Conference

Hội nghị vô tuyến truyền thông thế giới

1

MỞ ĐẦU

Thông tin vô tuyến đóng vai trò ngày càng quan trọng đối với sự phát triển của đất nước trong giai đoạn phát triển kinh tế số Đặc biệt, đối với tiến trình xây dựng, phát triển nền kinh tế số, xã hội số và cách mạng công nghiệp lần thứ 4, hạ tầng viễn thông nói chung và thông tin vô tuyến điện nói riêng chuyển từ vai trò cung cấp dịch

vụ sang vai trò làm hạ tầng số cho nền kinh tế số

Văn kiện Đại hội 13 của Đảng đã nêu rõ: xây dựng hệ thống kết cấu hạ tầng đồng bộ, hiện đại cả về kinh tế và xã hội; chú trọng phát triển hạ tầng thông tin, viễn thông, tạo nền tảng chuyển đổi số quốc gia, từng bước phát triển kinh tế số, xã hội số; quản lý chặt chẽ, sử dụng hợp lý, hiệu quả tài nguyên; hoàn thiện toàn diện, đồng

bộ thể chế phát triển nền kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa, tạo môi trường thuận lợi để huy động, phân bổ và sử dụng có hiệu quả các nguồn lực, tạo động lực để phát triển kinh tế nhanh và bền vững

Tại Việt Nam, băng tần 800/850MHz được quy định trong dải tần số 869MHz, dải tần này rất ít đơn vị sử dụng (chỉ các hệ thống trunking phục vụ nhiệm

788-vụ an ninh, quốc phòng) và hiện nay chưa phân bổ cho dịch 788-vụ thông tin di động IMT; băng tần 900MHz được quy định trong dải 880-960MHz hiện nay đang phân

bổ cho các doanh nghiệp khai thác dịch vụ thông tin di động (chủ yếu là dịch vụ GSM) Với tốc độ phát triển về công nghệ di dộng và nhu cầu sử dụng công nghệ GSM ngày càng giảm, lộ trình tắt sóng GSM có thể sẽ được tiến hành sớm hơn (dự kiến năm 2023 tắt sóng GSM – theo Bộ Thông tin Truyền thông) để triển khai hệ thống di động tiên tiến hơn (4G/5G) Băng tần 700MHz hiện nay đang được coi là băng tần “vàng” do đặc tính truyền sóng ít bị suy hao của nó; trước đây băng 470-806MHz được cấp phép cho các kênh truyền hình tương tự (tương ứng từ kênh 21 đến kênh 62); tuy nhiên sau khi Đề án số hóa Truyền hình mặt đất của Bộ Thông tin Truyền thông hoàn tất vào năm 2020 [1] băng tần “vàng” đã “sạch” và dự kiến phân

bổ cho các đơn vị kinh doanh thông tin di dộng băng rộng (4G) theo hình thức đấu giá băng tần Với đặc tính suy hao truyền sóng thấp, băng tần 800/850/900MHz cũng được đánh giá là có thể khai thác rất tốt dịch vụ thông tin vô tuyến băng rộng (4G/5G)

Hiện tại, việc sử dụng băng tần 900MHz tại Việt Nam tương đối manh mún và mỗi doanh nghiệp chỉ có một băng tần nhỏ 8.2MHz/8.4MHz, băng tần quá nhỏ không phù hợp cho việc triển khai công nghệ vô tuyến băng rộng LTE do công nghệ LTE

có 6 option block: 1.4MHz; 3MHz; 5MHz; 10MHz; 15MHz; 20MHz, băng tần 800/850MHz hiện nay vẫn trống, chỉ có một vài hệ thống chuyên dùng đang triển khai

Căn cứ theo hiện trạng phát triển và nhu cầu sử dụng băng tần của các doanh nghiệp khai thác hệ thống thông tin di dộng IMT tại Việt Nam vẫn đang cần thêm băng tần để thử nghiệm công nghệ mới (4G/5G) và phát triển thương mại hóa dịch

vụ trên đó

Do đó, để sử dụng hiệu quả băng tần, tránh lãng phí băng tần quý, tận dụng thêm các nguồn lực xã hội và có thể mang lại lợi ích kinh tế cao hơn thì việc nghiên cứu quy hoạch lại băng tần 800/850/900MHz cho hệ thống thông tin di động băng

rộng tại Việt Nam rất có khả năng và hoàn toàn cần thiết

Nội dung luận văn được trình bày trong 04 chương như sau:

CHƯƠNG 1: TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI DỊCH VỤ THÔNG TIN DI ĐỘNG TRÊN BĂNG TẦN 800/850/900MHZ TẠI VIỆT NAM

+ Quy hoạch khu vực Châu Á cho băng tần 800/850/900MHz

+ Quy hoạch khu vực Châu Âu cho băng tần 800/850/900MHz

+ Quy hoạch băng tần 800/850/900MHz của Hoa Kỳ

+ Kết luận chương 2

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC TẾ VÀ ĐỀ XUẤT QUY HOẠCH LẠI BĂNG TẦN 800/850/900MHz CHO IMT TẠI VIỆT NAM

CHƯƠNG 1 TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI DỊCH VỤ THÔNG TIN DI ĐỘNG TRÊN BĂNG TẦN 800/850/900MHz TẠI VIỆT NAM

1.1 Các hệ thống thông tin di động (GSM/3G/4G/5G):

1.1.1 Mạng thông tin di động GSM (2G):

Đây chính là thế hệ mạng di động thứ 2 với tên gọi đầy đủ là: “hệ thống thông tin di động toàn cầu“ Mạng 2G có tên tiếng anh là Global System for

Mobile Communications hay còn gọi là GSM Mạng 2G có khả năng phủ sóng

rộng khắp, làm cho những chiếc điện thoại có thể được sử dụng ở nhiều nơi trên thế giới GSM gồm nhiều các trạm thu phát sóng để những điện thoại di động có thể kết nối mạng qua việc tìm kiếm các trạm thu phát gần nhất

Ba tính năng vượt trội của mạng 2G so với 2 công nghệ tiền nhiệm là 0G và 1G là:

- Gọi thoại với tín hiệu được mã hóa dưới dạng tín hiệu kĩ thuật số (digital encrypted)

- Sử dụng hiệu quả hơn phổ tần số vô tuyến cho phép nhiều người dùng hơn trên mỗi dải tần

- Cung cấp dịch vụ dữ liệu cho di động, bắt đầu với tin nhắn văn bản SMS Khi mạng 2G xuất hiện, chất lượng cuốc gọi được cải thiện đáng kể, tín hiệu

và tốc độ cũng tốt hơn rất nhiều so với thế hệ trước đó Thời gian và chi phí được tiết kiệm khi mã hóa dữ liệu theo dạng kỹ thuật số Những thiết bị được thiết kế nhỏ gọn và nhẹ hơn, ngoài ra chúng còn có thể thực hiện tin nhắn dạng SMS Những modem truyền thông trong công nghiệp như F2103 cũng sử dụng công nghệ mạng 2G này để thực hiện truyền tải dữ liệu Nói chung mạng 2G có những tác động khá lớn tới ngành thông tin liên lạc và truyền tải dữ liệu

Về chất lượng phục vụ và an toàn bảo mật:

- Chất lượng của thoại trong GSM phải ít nhất có chất lượng như các hệ thống di động tương tự trước đó trong điều kiện vân hành thực tế

- Hệ thống có khả năng mật mã hoá thông tin người dùng mà không ảnh hưởng gì đến hệ thống cũng như không ảnh hưởng đến các thuê bao khác không dùng đến khả năng này

Về sử dụng tần số:

- Hệ thống cho phép mức độ cao về hiệu quả của dải tần mà có thể phục vụ

ở vùng thành thị và nông thôn cũng như các dịch vụ mới phát triển

- Dải tần số hoạt động là 890-915MHz và 935-960 MHz

- Hệ thống GSM 900MHz phải có thể cùng tồn tại với các hệ thống dùng băng 900MHz trước đây

Về mạng:

- Kế hoạch nhận dạng dựa trên khuyến nghị của CCITT

- Kế hoạch đánh số dựa trên khuyến nghị của CCITT

- Hệ thống phải cho phép cấu trúc và tỷ lệ tính cước khác nhau khi được dùng trong các mạng khác nhau

- Trung tâm chuyển mạch và các thanh ghi định vị phải dùng hệ thống báo hiệu được tiêu chuẩn hoá quốc tế

- Chức năng bảo vệ thông tin

Một hệ thống GSM có thể được chia thành nhiều phân hệ sau đây:

- Phân hệ chuyển mạch (SS: Switching Subsystem)

- Phân hệ trạm gốc (BSS: Base Station Subsystem)

- Phân hệ khai thác (OSS: Operation Subsystem)

- Trạm di động (MS: Mobile Station)

7

Hình 1.2 Phân hệ chuyển mạch SS

Phân hệ chuyển mạch bao gồm các chức năng chuyển mạch chính của GSM cũng như các cơ sở dữ liệu cần thiết cho số liệu thuê bao và quản lý di động của thuê bao Chức năng chính của SS là quản lý thông tin giữa những người sử dụng mạng GSM với nhau và với mạng khác

Hệ thống con chuyển mạch SS bao gồm các khối chức năng sau:

- Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động (MSC: Mobile Services Switching Center)

- Bộ ghi định vị tạm trú (VLR: Visitor Location Register)

- Bộ ghi định vị thường trú (HLR: Home Location Register)

- Trung tâm nhận thực (AUC: Authentication Center)

- Bộ nhận dạng thiết bị (EIR: Equipment Identity Register)

- Trung tâm chuyển mạch các dịch vụ di động cổng (GMSC: Gateway Mobile Services Switching Center)

Mạng 2G chia làm 2 nhánh chính: nền TDMA (Time Division Multiple Access) và nền CDMA cùng nhiều dạng kết nối mạng tuỳ theo yêu cầu sử dụng

từ thiết bị cũng như hạ tầng từng phân vùng quốc gia:

- GSM (TDMA-based), khởi nguồn áp dụng tại Phần Lan và sau đó trở thành chuẩn phổ biến trên toàn 6 Châu lục Và hiện nay vẫn đang được sử dụng bởi hơn 80% nhà cung cấp mạng di động toàn cầu

- CDMA2000 – tần số 450 MHZ cũng là nền tảng di động tương tự GSM nói trên nhưng nó lại dựa trên nền CDMA và hiện cũng đang được cung cấp bởi 60 nhà mạng GSM trên toàn thế giới

- IS-95 hay còn gọi là cdmaOne, (nền tảng CDMA) được sử dụng rộng rãi tại Hoa Kỳ và một số nước Châu Á và chiếm gần 17% các mạng toàn cầu Tuy nhiên, tính đến thời điểm này thì có khoảng 12 nhà mạng đang chuyển dịch dần

từ chuẩn mạng này sang GSM (tương tự như HT Mobile tại Việt Nam vừa qua) tại: Mexico, Ấn Độ, Úc và Hàn Quốc

- PDC (nền tảng TDMA) tại Japan

- iDEN (nền tảng TDMA) sử dụng bởi Nextel tại Hoa Kỳ và Telus Mobility tại Canada

- IS-136 hay còn gọi là D-AMPS, (nền tảng TDMA) là chuẩn kết nối phổ biến nhất tính đến thời điểm này và được cung cấp hầu hết tại các nước trên thế giới cũng như Hoa Kỳ

1.1.2 Mạng thông tin di động thứ 3 (3G):

Mạng di động Thế hệ thứ 3 của chuẩn công nghệ điện thoại di động chính là mạng 3G Third-generation technology, cho phép truyền cả dữ liệu thoại như nghe gọi, nhắn tin và dữ liệu ngoài thoại như gửi mail, tải dữ liệu, hình ảnh Nhờ có mạng 3G ta có thể truy cập Internet cho cả thuê bao cố định hay di chuyển ở các tốc độ khác nhau hầu hết các smartphone hiện nay đều hỗ trợ công nghệ 3G Hiện nay công nghệ 3G được xây dựng với 4 chuẩn chính: W-CDMA, CDMA2000, TD-CDMA, TD-SCDMA

9

Hình 1.3 Điện thoại thông minh

Mạng 3G cải thiện chất lượng cuộc gọi, tín hiệu, tốc độ cao hơn hẳn so với mạng 2G Ta có thể truy cập Internet tốc độ cao ngay khi đang di chuyển, truy cập thế giới nội dung đa phương tiện: nhạc, phim, hình ảnh chất lượng cao Người dùng có thể trò chuyện mọi nơi với chi phí rẻ hơn rất nhiều qua các ứng dụng hỗ trợ như: zalo, Viber, Line,…

Trong số các dịch vụ của 3G, Cuộc gọi video được phát triển mạnh nhất Giá dịch vụ cho công nghệ 3G rất đắt tại nhiều quốc gia, nơi mà các cuộc bán đầu giá tần số mang lại hàng tỷ Euro cho các chính phủ Bởi vì chi phí cho bản quyền về các tần số phải trang trải trong nhiều năm trước khi các thu nhập từ mạng 3G đem lại, nên một khối lượng vốn đầu tư khổng lồ là cần thiết để xây dựng mạng 3G Nhiều nhà cung cấp dịch vụ viễn thông đã rơi vào khó khăn về tài chính và điều này đã làm chậm trễ việc triển khai mạng 3G tại nhiều nước ngoại trừ Nhật Bản

và Hàn Quốc, nơi yêu cầu về bản quyền tần số được bỏ qua do phát triển hạ tâng

cơ sở IT quốc gia được đặt lên làm vấn đề ưu tiên nhất Và cũng chính Nhật Bản là nước đầu tiên đưa 3G vào khai thác thương mại một cách rộng rãi, tiên phong bởi nhà mạng NTT DoCoMo Tính đến năm 2005, khoảng 40% các thuê bao tại Nhật

Bản là thuê bao 3G, và mạng 2G đang dần dần đi vào lãng quên trong tiềm thức công nghệ tại Nhật Bản

Công nghệ 3G cũng được nhắc đến như là một chuẩn IMT-2000 của Tổ chức Viễn thông Thế giới (ITU) Ban đầu 3G được dự kiến là một chuẩn thống nhất trên thế giới, nhưng trên thực tế, thế giới 3G đã bị chia thành 4 phần:

- W-CDMA: Tiêu chuẩn W-CDMA là nền tảng của chuẩn UMTS (Universal Mobile Telecommunication System), dựa trên kỹ thuật CDMA trải phổ dãy trực tiếp, trước đây gọi là UTRA FDD, được xem như là giải pháp thích hợp với các nhà khai thác dịch vụ di động (Mobile network operator) sử dụng GSM, tập trung chủ yếu ở châu Âu và một phần châu Á (trong đó có Việt Nam) UMTS được tiêu chuẩn hóa bởi tổ chức 3GPP, cũng là tổ chức chịu trách nhiệm định nghĩa chuẩn cho GSM, GPRS và EDGE

- CDMA: Một chuẩn 3G quan trọng khác là CDMA2000, là thế hệ kế tiếp của các chuẩn 2G CDMA và IS-95 Các đề xuất của CDMA2000 nằm bên ngoài khuôn khổ GSM tại Mỹ, Nhật Bản và Hàn Quốc CDMA2000 được quản lý bởi 3GPP2, là tổ chức độc lập với 3GPP Có nhiều công nghệ truyền thông khác nhau được sử dụng trong CDMA2000 bao gồm 1xRTT, CDMA2000-1xEV-DO và 1xEV-DV CDMA 2000 cung cấp tốc độ dữ liêu từ 144 kbit/s tới trên 3 Mbit/s Chuẩn này đã được chấp nhận bởi ITU

- TD-CDMA: Chuẩn TD-CDMA, viết tắt từ Time-division-CDMA, trước đây gọi là UTRA TDD, là một chuẩn dựa trên kỹ thuật song công phân chia theo thời gian (Time-division duplex) Đây là một chuẩn thương mại áp dụng hỗn hợp của TDMA và CDMA nhằm cung cấp chất lượng dịch vụ tốt hơn cho truyền thông

đa phương tiện trong cả truyền dữ liệu lẫn âm thanh, hình ảnh.Chuẩn TD-CDMA

và W-CMDA đều là những nền tảng của UMTS, tiêu chuẩn hóa bởi 3GPP, vì vậy chúng có thể cung cấp cùng loại của các kênh khi có thể Các giao thức của UMTS

là HSDPA/HSUPA cải tiến cũng được thực hiện theo chuẩn TD-CDMA

- TD-SCDMA: Chuẩn được ít biết đến hơn là TD-SCDMA (Time Division Synchronous Code Division Multiple Access) đang được phát triển tại Trung

11 Quốc bởi các công ty Datang và Siemens, nhằm mục đích như là một giải pháp thay thế cho W-CDMA Nó thường xuyên bị nhầm lẫn với chuẩn TD-CDMA Cũng giống như TD-CDMA, chuẩn này dựa trên nền tảng UMTS-TDD hoặc IMT

2000 Time-Division (IMT-TD) Tuy nhiên, nếu như TD-CDMA hình thành từ giao thức mang cũng mang tên TD-CDMA, thì TD-SCDMA phát triển dựa trên giao thức của S-CDMA

- Mạng di động 3.5G: là hệ thống mạng di động truyền tải tốc độ cao HSDPA (High Speed Downlink Packet Access), phát triển từ 3G và hiện đang được 166 nhà mạng tại 75 nước đưa vào cung cấp cho người dùng Nó đuợc kết hợp từ 2 công nghệ kết nối không dây hiện đại HSPA và HSUPA, cho phép tốc độ truyền dẫn lên đến 7.2Mbp/s

1.1.3 Mạng thông tin di động thứ 4 (4G):

LTE-Advanced (Long Term Evolution-Advanced) là sự tiến hóa trong tương lai 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 quý 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 thế hệ thứ 4 (4G) IMT-Advanced được thiết lập bởi ITU LTE-Advanced sẽ tương thích ngược

và thuận với LTE, nghĩa là các thiết bị LTE sẽ hoạt động ở cả mạng LTE Advanced mới và các thiết bị LTE-Advanced sẽ hoạt động ở cả các mạng LTE

cũ

Hiện nay, ITU đã đưa ra các yêu cầu cho IMT-Advanced hay còn gọi là 4G

áp dụng trên các mạng tuân theo các yêu cầu của IMT-Advanced xoay quanh báo cáo ITU-R M.2134 [2] Một số yêu cầu then chốt bao gồm:

- Hỗ trợ độ rộng băng tần lên đến và bao gồm 40 MHz

- Khuyến khích hỗ trợ các độ rộng băng tần rộng hơn (chẳng hạn 100 MHz)

- Hiệu quả sử dụng phổ tần đỉnh đường xuống tối thiểu là 15 b/s/Hz (giả sử

sử dụng MIMO 4x4)

- Hiệu quả sử dụng phổ tần đỉnh đường lên tối thiểu là 6,75 b/s/Hz (giả sử sử dụng MIMO 4x4)

- Tốc độ thông lượng lý thuyết là 1,5 Gb/s (trong phiên bản trước đây, 1Gb/s thường được coi là mục tiêu của hệ thống 4G)

Công nghệ 4G đòi hỏi những công nghệ mới như là LTE-Advanced và IEEE 802.16m Các nhà nghiên cứu cố gắng gắn 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, chẳng hạn LTE-Advanced, còn LTE chỉ có thể 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 Trong khi đó, ở đường lên, LTE sử dụng kỹ thuật

đa truy nhập phân chia theo tần số - đơn sóng mang SC-FDMA Một số tính năng khác của LTE:

- Tốc độ số liệu đỉnh đường xuống lên đến 326Mb/s với độ rộng băng tần 20 MHz;

- Tốc độ số liệu đỉnh đường lên lên đến 86,4 Mb/s với độ rộng băng tần 20 MHz;

- Hoạt động ở cả chế độ TDD và FDD

- Độ rộng băng tần có thể lên đến 20 MHz bao gồm cả các độ rộng băng 1,4; 3; 5; 10; 15 và 20 MHz;

- Hiệu quả sử dụng phổ tăng so với HSPA ở Release 6 khoảng 2 đến 4 lần

- Độ trễ giảm với thời gian trễ vòng giữa thiết bị người sử dụng và trạm gốc

là 10 ms và thời gian chuyển từ trạng thái không tích cực sang tích cực nhỏ hơn

100 ms

13

Hình 1.4 HTC Evo 4G đầu tiên

Mạng 4G hiện đang được sử dụng phổ biến và hội tụ rất nhiều ưu điểm khiến người dùng hài lòng Dưới đây là những ưu điểm nổi bật nhất của mạng di động 4G

- Tốc độ mạng 4G đạt mức rất ấn tượng khi trong điều kiện lý tưởng, tốc độ tải của công nghệ mạng này khi di chuyển lên đến 100 Mbps và đạt xấp xỉ 1Gbps nếu đứng yên

- Công suất và hiệu suất hoạt động của mạng di động 4G cực kỳ cao khi một trạm phát 4G có thể phục vụ cùng lúc khoảng 300-400 người dùng Mạng 4G hỗ trợ các chương trình mã hóa nhanh hơn, nén được nhiều dữ liệu bit hơn so với mạng 3G

- Nhờ tốc độ truyền dữ liệu cao nên mạng 4G hỗ trợ các phần mềm chạy mượt mà hơn, người dùng được xem video chất lượng cao Full HD và 4K

1.1.4 Mạng di động thế hệ thứ 5 (5G):

Giống như những gì chúng ta hình dung, 5G nhanh hơn 4G Hiện tại, mạng 5G đã và đang được triển khai hoạt động trong dải tần số cao của băng tần không dây – nó nằm giữa 30 GHz và 300 GHz, hay còn được gọi là băng tần bước sóng milimet Đối với các thiết bị di động, 5G sẽ giúp sửa chữa rất nhiều vấn đề của 4G và các công nghệ không dây hiện tại Nó sẽ được thiết kế để hỗ trợ đồng thời nhiều người dùng và thiết bị hơn (theo thông số kỹ thuật ITU mỗi cell 5G sẽ

hỗ trợ cho 1 triệu thiết bị trên diện tích 1km2), với tốc độ cao hơn 4G rất nhiều Việc tốc độ dữ liệu của bạn bị chậm đi khi đang ở một sự kiện đông người sẽ không còn xảy ra khi sóng 5G được phủ trên diện rộng

Hệ thống mạng truy cập vô tuyến 5G chủ yếu dựa vào sự tích hợp của đa công nghệ truy cập vô tuyến (RATs: Radio Access Technologies) như: các công nghệ 2G (GPRS/EDGE); các công nghệ 3G (HSPA/UMTS); các công nghệ 4G (LTE-A/IEEE 802.16m); mạng WLAN, WiFi; truyền dẫn quang không dây [3];

Việc chuyến đổi từ truyền hình tương tự sang truyền hình số trên thế giới nói chung tại Việt Nam cụ thể trên băng tần 700/800MHz sẽ dẫn đến dôi dư một số băng tần và băng tần dôi dư này được gọi là băng tần lợi ích số Ở nước ta, với sự chủ động đi tắt đón đầu về tiếp nhận và chuyển giao công nghệ, có thể nói một số công nghệ tiên tiến như LTE hoặc LTE-A đã, đang và sẽ sẵn sàng đáp ứng phù hợp cho sử dụng tại các băng tần này trong hiện tại và tương lai Như vậy, tại băng tần 700/800MHz ở Việt Nam, các công nghệ thông tin vô tuyến thế hệ mới như LTE, LTE-A đã sẵn sàng có thể đáp ứng cho sử dụng

Mạng 5G có mặt chính thức tại Việt Nam vào khoảng giữa năm 2021 sau khi

cả ba nhà mạng hoàn tất việc thử nghiệm và cấp phép hoạt động của Bộ Thông Tin và Truyền Thông

Hiện tại, theo thông tin được ghi nhận thì cuộc gọi đầu tiên được thử nghiệm trên đường truyền 5G đã tiến hành từ ngày 10/5/2019 Đến 20/8/2020, Bộ Thông

15 Tin và Truyền Thông công bố sẽ quy hoạch băng tần 24.25 – 27.5GHz để phục

vụ cho việc kết nối và sử dụng mạng 5G tại Việt Nam

Hiện nay, cả ba nhà mạng lớn tại Việt Nam gồm Viettel, VinaPhone, MobiFone được cấp phép thử nghiệm công nghệ 5G trước khi triển khai thương mại dịch vụ 5G trong vòng 6 tháng (từ tháng 12/2020 đến hết tháng 6/2021) VinaPhone VNPT được cấp phép thử nghiệm công nghệ 5G FDD trên băng tần 3700-3800MHz tại khu vực Quận 1 và Quận 10 của Thành phố Hồ Chí Minh VinaPhone cũng được phép thử nghiệm 5G FDD trên băng tần 2600-2690MHz tại Thành phố Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh

VMS MobiFone được cấp phép thử nghiệm công nghệ 5G trên băng tần 2500-2600MHz tại khu vực Quận 1 Thành phố Hồ Chí Minh

Tập đoàn Công nghiệp viễn thông Quân đội Viettel được cấp phép thử nghiệm công nghệ 5G trên băng tần 3700-3800MHz tại khu vực Quận Hoàn Kiếm Thành phố Hà Nội và phạm vi trụ sở Bộ Thông tin Truyền thông; Viettel cũng được thử nghiệm 5G trên băng tần 2500-2600MHz tại khu vực Quận Hoàn Kiếm,

Ba Đình và Hai Bà Trưng

Hình 1.5 Speedtest 5G được thử nghiệm tại Việt Nam

Với tốc độ cao hơn 10 lần so với 4G hiện tại, 5G được kỳ vọng sẽ giải quyết các bài toán khó hơn về mạng dữ liệu, mang tới những trải nghiệm tốc độ nhanh hơn

17

1.2 Hiện trạng khai thác dịch vụ thông tin di động tại Việt Nam:

1.2.1 Lịch sử hình thành các doanh nghiệp thông tin di động:

Thông tin di động Việt nam bắt đầu từ năm 1993 với nhà cung cấp dịch vụ đầu tiên là Công ty thông tin di động VMS (MobiFone) và sau đó năm 1996 là Công ty Dịch vụ viễn thông GPC- VNPT (VinaPhone) Từ năm 2003, thị trường thông tin di động bùng nổ với nhiều nhà cung cấp dịch vụ khác ra đời như Tập đoàn Viễn thông Quân đội Viettel (2004), Sfone (2003), Công ty Viễn thông điện lực EVN Telecom (2005), Công ty cổ phần viễn thông Hà nội (Vietnamobile, 2006), Công ty Viễn thông toàn cầu (Gtel, 2009)

Hình 1.6 Phân bổ băng tần giữa các nhà mạng tại Việt Nam

Dịch vụ thông tin di động được cung cấp đầu tiên trên các băng tần truyền thống GSM 900MHz, 1800MHz, sau đó tiếp tục mở rộng trên các băng tần CDMA 450MHz/ 850MHz, E-GSM 900MHz, WCDMA 2100 MHz

Băng tần 900MHz được cấp phép đầu tiên vào năm 1993 để Công ty thông tin di động VMS (MobiFone) triển khai hệ thống GSM Đến năm 1996 Tập đoàn

Bưu chính Viễn thông Việt nam (VNPT) được cấp phép và năm 2004 Tập đoàn Viễn thông Quân đội Viettel được cấp phép trên băng tần 900 MHz để triển khai

hệ thống GSM NHư vậy băng tần 900 MHz là băng tần khởi nguồn của cả ba nhà mạng lớn nhất của Việt Nam HT-Mobile là mạng di động thứ 6 được cấp phép tại Việt Nam theo hợp đồng hợp tác kinh doanh (liên doanh - BCC) giữa Hanoi Telecom và Tập đoàn Hutchison (Hồng Kông)

Băng tần 1800MHz được cấp phép đầu tiên vào năm 2003, Công ty Thông tin di động VMS (nay là Tổng công ty TTDĐ MobiFone) được cấp phép sử dụng 2x 13,2 MHz băng tần để triển khai hệ thống GSM

Đến năm 2004 Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt nam (VNPT) được cấp phép 2x13,4 MHz và năm 2005 Tập đoàn Viễn thông Quân đội Viettel được cấp phép 2x 13,2 MHz trên băng tần 1800 MHz để triển khai mở rộng hệ thống GSM Năm 2007, các nhà khai thác trên được cấp phép bổ sung thêm: Công ty Thông tin di động VMS (2x 6.8 MHz), Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt nam (2 x 6.6 MHz) và Tập đoàn Viễn thông Quân đội Viettel (2 x 6.6 MHz) để đạt mỗi nhà khai thác có đủ 2 x 20 MHz theo quy hoạch tại Quyết định 17/2006/QĐ-BBCVT

Năm 2008, Công ty Cổ phần Viễn thông Di động Toàn cầu (GTEL Mobile) được cấp 2 x 15 MHz để để triển khai hệ thống GSM theo quy định tại Quyết định 25/2008/QĐ-BTTTT

Năm 2017, Tổng công ty Viễn thông MobiFone và VNPT đã được chính thức cấp giấy phép băng tần trên băng 900 MHz để triển khai hệ thống trên hai công nghệ GSM và WCDMA Công ty Cổ phần Viễn thông Di động Vietnamobilecũng đã được cấp giấy phép băng tần để triển khai công nghệ GSM, WCDMA và LTE/LTE-Advanced trên băng tần 900MHz Riêng Tập đoàn Viễn thông Quân đội Viettel vẫn chỉ triển khai duy nhất công nghệ GSM trên băng tần này Đồng thời, các doanh nghiệp cung cấp thông tin di động nàycũng đã được chính thức cấp giấy phép băng tần trên băng 1800 MHz để triển khai hệ thống trên hai công nghệ GSM và LTE

19 1.2.2 Hiện trạng khai thác dịch vụ thông tin di động tại Việt Nam:

Băng tần 900 MHz là băng tần khởi nguồn của cả ba nhà mạng lớn nhất của Việt nam Sau đó, cả ba nhà mạng này đều lần lượt được cấp thêm băng tần 1800MHz Bên cạnh đó, một số nhà mạng ra đời sau và còn hoạt động cho đến nay gồm HT-Mobile và Công ty Cổ phần Viễn thông Di động Toàn cầu Các nhà mạng, ngoại trừ HT-Mobile, đều triển khai công nghệ GSM trên các băng tần 900/1800MHz mà mình được cấp phép

HT-Mobile bắt đầu cung cấp dịch vụ vào tháng 11 năm 2006, sử dụng công nghệ CDMA 2000-EvDO với tần số hoạt động 800 MHz Tuy nhiên do sớm nhận thấy khó khăn của việc phát triển CDMA tại Việt nam, HT-Mobile đã xin phép được chuyển đổi công nghệ từ CDMA 800MHz sang eGSM-900 MHz vào năm

2007 Để thực hiện việc chuyển đổi công nghệ, HT-Mobile đã tiến hành gửi tất cả các thuê bao hiện có của mình sang cho S-Fone, mạng di động CDMA khác dùng cùng tần số tại Việt Nam, quản lý Đến ngày 9 tháng 4 năm 2009, Hanoi Telecom

đã ra mắt mạng di động mới của mình với tên Vietnamobile trên nền công nghệ E-GSM

Năm 2014, Công ty Thông tin di động VMS, Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt nam và Tập đoàn Viễn thông Quân đội Viettel đã tiến hành thử nghiệm công nghệ WCDMA/HSPA trên băng tần 900 MHz Tuy nhiên sau quá trình thử nghiệm, mạng VinaPhone và MobiFone đạt được kết quả tốt, trong khi đó mạng Viettel không đạt hiệu quả do bị can nhiễu nội mạng

Năm 2016, trên cơ sở quy định tại Thông tư 04/2015/TT-BTTTT, Công ty Thông tin di động VMS, Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt nam và Tập đoàn Viễn thông Quân đội Viettel đã tiến hành thử nghiệm công nghệ LTE trên băng tần 1800 MHz

Từ năm 2017 đến nay, sau khi các doanh nghiệp cung cấp thông tin di động được cấp phép chính thức triển khai các công nghệ IMT trên các băng tần 900/1800MHz, các doanh nghiệp bước vào cuộc đua chính thức triển khai mạng 4G trên toàn quốc

1.3 Kết luận chương 1:

Việt Nam cũng như trên thế giới hiện nay, nhu cầu sử dụng data cực kỳ lớn

Do tình hình đại dịch Covid-19 diễn biến khó lường, có xu hướng không kiểm soát được nên hầu hết các khu vực trên toàn thế giới đang sử dụng phương án hạn chế tiếp xúc trực tiếp, chống lây lan dịch bệnh, giãn cách xã hội Vì vậy, phương pháp làm việc, học tập, giải trí… đều thông qua môi trường không gian mạng, thiết bị di động, smartphone, PC,… Do đó, tốc độ dữ liệu, tốc độ kết nối, độ ổn định mạng trong thời điểm hiện nay đóng vai trò cực kỳ quan trọng

Hình 1.7 So sánh tốc độ mạng các thế hệ 3G, 4G, 5G

Hiện nay, hầu hết các doanh nghiệp viễn thông tại Việt Nam đều quản lý và triển khai rất đa dạng công nghệ IMT:

- Vietnammobile triển khai trên băng 2G; 3G trên băng 900MHz; 2100MHz;

- Vinaphone triển khai 2G trên băng 900MHz và 1800MHz; 3G trên băng 2100MHz; 4G trên băng 1800MHz; 5G thử nghiệm trên băng 2600-2690MHz; 3700-3800MHz;

- Mobifone triển khai 2G trên băng 900MHz và 1800MHz; 3G trên băng 2100MHz; 4G trên băng 1800MHz; 5G thử nghiệm trên băng 2500-2600MHz;

- Viettel triển khai 2G trên băng 900MHz; 3G trên băng 2100MHz; 4G trên băng 700MHz; 1800MHz; 2100MHz; 5G thử nghiệm trên băng 2500-2600MHz; 3700-3800MHz; 27100-27500MHz