Triển khai mạng di động 4g vinaphone tại hà nội

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - 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 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT (Theo định hướng ứng dụng) NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS LÊ NHẬT THĂNG HÀ NỘI - 2019 i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết trình bày Luận văn trung thực Các tài liệu tham khảo trích dẫn nguồn gốc rõ ràng Tác giả Luận văn Nguyễn Văn Mong ii LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình học tập hồn thành Luận văn này, tơi nhận hướng dẫn, giúp đỡ quý báu gia đình, thầy cô, anh chị, em bạn Với lịng kính trọng biết ơn sâu sắc xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới: Ban giám đốc Học viện, thầy cô giảng dạy làm việc Khoa Đào tạo Sau Đại học - Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thông tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ tơi q trình học tập hồn thành Luận văn Phó Giáo sư - Tiến sĩ Lê Nhật Thăng người thầy kính mến hết lịng giúp đỡ bảo, động viên tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốtq trình học tập hồn thành Luận văn Xin chân thành cảm ơn bố mẹ, anh chị em bên cạnh động viên giúp đỡ suốt thời gian học tập, làm việc hoàn thành Luận văn Cao học iii MỤC LỤC MỤC LỤC .iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC BẢNG BIỂU viii DANH MỤC HÌNH VẼ ix LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÁC CÔNG NGHỆ KẾT NỐI VÔ TUYẾN INTERNET VẠN VẬT IOT 1.1 Tổng quan công nghệ kết nối vô tuyến IoT 1.2 Kiến trúc mơ hình mạng kết nối vơ tuyến IoT 1.3 Các tiêu chuẩn công nghệ kết nối IoT băng tần thông tin di động .9 1.4 Các tiêu chuẩn công nghệ kết nối IoT mạng diện rộng công suất thấp LPWAN 14 1.4.1 Công nghệ ZigBee 15 1.4.2 Công nghệ Z-Wave 17 1.4.3 Công nghệ LoRa 18 1.4.4 Công nghệ SigFox 20 1.5 Các kịch ứng dụng kết nối vô tuyến công nghệ IoT 22 1.5.1 Ứng dụng IoT lĩnh vực quản lý lượng 22 1.5.2 Ứng dụng IoT nông nghiệp giám sát môi trường .24 1.5.3 Ứng dụng IoT lĩnh vực giao thông vận tải 26 1.6 Kết luận chương 27 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 29 2.1 Hiện trạng triển khai mạng kết nối IoT băng tần 915-925 MHz Việt Nam 29 2.1.1 Hiện trạng triển khai mạng kết nối IoT 29 2.1.2 Hiện trạng sử dụng băng tần 915-925 MHz 33 2.2 Nghiên cứu kinh nghiệm Quốc tế quy hoạch sử dụng băng tần 915925 MHz 36 2.2.1 Kinh nghiệm Quốc tế quản lý tần số cho thiết bị IoT .36 2.2.2 Hiện trạng quy hoạch Quốc tế băng tần 915-925 MHz cho thiết bị IoT 38 2.3 Kết luận chương 44 iv 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 46 3.1 Đánh giá can nhiễu mạng kết nối Internet vạn vật IoT 46 3.1.1 Đánh giá nhiễu từ thiết bị RFID đến hệ thống di động băng tần 900 MHz47 3.1.2 Đánh giá vùng phục vụ thiết bị RFID 54 3.1.3 Đánh giá ảnh hưởng lẫn hệ thống RFID trạm thu phí đường với hệ thống IoT Sigfox 55 3.1.4 Nhận xét 60 3.2 Các phương án phân bổ băng tần 915-925 MHz 61 3.3 Đánh giá, đề xuất phương án phân bổ băng tần 915 - 925 MHz .62 3.3.1 Ưu nhược điểm phương án quy hoạch 62 3.3.2 Đề xuất phương án quy hoạch băng tần 915-925 MHz 63 3.4 Kết luận chương 64 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt ACLR Adjacent Channel Leakage Ratio Tỷ số cơng suất rị kênh lân cận AFA Automatic Frequency Agility Khả tần số tự động APT Asia-Pacific Telecommunity AWG APT Wireless Group BS Base Station Trạm gốc CSS Chirp Spread Spectrum Trải phổ chirp DSSS DL EC-GSMIoT Direct Sequence Spreading Spectrum Hội nghị Nhóm Thơng tin vơ tuyến khu vực APT Chuỗi trải phổ trực tiếp Đường xuống Extended Coverage-GSM-IoT IoT vùng phủ mở rộng GSM Effective Isotropic Radiated Power ERP Effective Radiated Power FDD Thái Bình Dương Downlink EIRP E-UTRA Liên minh Viễn thông Châu Á Công suất xạ đẳng hướng hiệu dụng Công suất xạ hiệu dụng Evolved Universal Terrestrial Radio Truy nhập vô tuyến mặt đất Access UMTS cải tiến Frequency Division Duplex Song công phân chia theo tần số vi FDMA GPRS GSM IMT Frequency Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo tần số General Packet Radio Service Dịch vụ vơ tuyến gói tổng hợp Global System for Mobile Hệ thống thơng tin di động tồn Communications cầu International Mobile Telecommunications hệ thống thông tin di động quốc tế IoT Internet of Things Internet vạn vật ISM Industrial, Scientific and Medical Công nghiệp, khoa học, y tế ITU International Telecommunication Union Liên minh Viễn thông Quốc tế LBT Listen Before Talk Nghe trước nói LPWAN Low Power Wide Area network Mạng diện rộng công suất thấp LTE Long Term Evolution Tiến hóa dài hạn LTE-M LTE-MTC Truyền thông kiểu máy LTE M2M Machine to Machine Máy tới máy MIMO Multiple In, Multiple Out Nhiều vào, nhiều MTC Machine Type Communications Truyền thông kiểu máy NB-IoT NarrowBand IoT IoT băng hẹp Orthogonal Frequency Division Đa truy cập phân chia theo tần số Multiplexing Access trực giao Radio Frequency Identification Thiết bị nhận dạng vô tuyến điện OFDMA RFID vii SC-FDMA Single-carrier FDMA TDD Time Division Duplex TDMA Time Division Multiple Access UE User Equipment Thiết bị người dùng Universal Mobile Hệ thống viễn thơng di động tồn Telecommunication System cầu UL Uplink Đường lên UTRA UMTS Terrestrial Radio Access UMTS WCDMA WLAN WRC Wideband Code Division Multiple Access Wireless Local Area Network World radiocommunication conferences FDMA đơn sóng mang Song cơng phân chia theo thời gian Đa truy cập phân chia theo thời gian Truy cập vô tuyến mặt đất UMTS Đa truy cập phân mã băng rộng Mạng cục không dây Hội nghị thông vô tuyến giới viii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Chỉ tiêu kỹ thuật ba cơng nghệ IoT 3GPP 12 Bảng 1.2: Phân kênh tần số cho công nghệ ZigBee theo khu vực 15 Bảng 1.3: Phân kênh tần số cho công nghệ Z-Wave theo khu vực 17 Bảng 1.4: Phân kênh tần số cho công nghệ LoRa theo khu vực 19 Bảng 1.5: Phân kênh tần số cho công nghệ Sigfox theo khu vực 21 Bảng 1.6: Thông số kỹ thuật thiết bị cảnh báo cố lưới điện .24 Bảng 1.7: Yêu cầu kết nối IoT theo mơ hình ứng dụng 27 Bảng 2.1: Phạm vi triển khai quy mô thiết bị đo số công tơ điện từ xa Tập đoàn điện lực Việt Nam 30 Bảng 2.2: Điều kiện tần số giới hạn phát xạ thiết bị vô tuyến điện miễn giấy phép sử dụng tần số băng 900 MHz Thông tư 46 35 Bảng 2.3: Các điều kiện kỹ thuật khai thác thiết bị RFID Châu Âu 39 Bảng 2.4: Quy định băng tần mức giới hạn công suất phát cho ứng dụng vô tuyến cự ly ngắn dải tần 920 MHz 40 Bảng 2.5: Quy định nước cho phép ứng dụng IoT hoạt động băng tần 915-925 MHz 43 Bảng 3.1: Kết thống kê máy TEMS trường hợp tổng quát 49 Bảng 3.2: Kết thống kê máy TEMS trường hợp thực tế 51 Bảng 3.3: Kết thống kê giá trị ICM band trường hợp tổng quát 53 Bảng 3.4: Thống kết kết số lần đọc thẻ RFID 55 Bảng 3.5: Tham số kỹ thuật RFID Sigfox trường hợp ảnh hưởng RFID trạm gốc Sigfox 57 Bảng 3.6: Tham số kỹ thuật RFID Sigfox trường hợp ảnh hưởng RFID thiết bị di động Sigfox 58 Bảng 3.7: Tham số kỹ thuật RFID Sigfox hoạt động hai tần số khác 59 ix DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Hệ sinh thái mạng kết nối Internet vạn vận IoT Hình 1.2: Tổng quan kỹ thuật mạng IoT Hình 1.3: Phân loại, so sánh massive IoT critical IoT Hình 1.4: Kiến trúc chung mạng kết nối IoT Hình 1.5: Mơ hình mạng kết nối IoT Hình 1.6: NB-IoT hoạt động băng hệ thống khác 11 Hình 1.7: NB-IoT hoạt động băng phịng vệ hệ thống khác 11 Hình 1.8: NB-IoT triển khai độc lập 12 Hình 1.9: Kiến trúc mạng SigFox 20 Hình 1.10: Minh họa kỹ thuật phân tập tần số thời gian công nghệ SigFox 21 Hình 1.11: Minh họa kỹ thuật phân tập thu 22 Hình 1.12: Mơ hình ứng dụng IoT quản lý lượng điện tiêu thụ 23 Hình 1.13: Mơ hình ứng dụng kết nối IoT giám sát môi trường 25 Hình 2.1: Mơ hình hệ thống nhà thơng minh Lumi 30 Hình 2.2: Mơ hình triển khai mạng đọc số cơng tơ điện sử dụng công nghệ vô tuyến 31 Hình 2.3: Hình ảnh minh họa cho dịch vụ thu phí đường 33 Hình 2.4: Quy hoạch băng tần cho hệ thống thông tin di động tế bào số 34 Hình 2.5: Hiện trạng sử dụng băng tần 900 MHz 34 Hình 2.6: Dự báo thị phần ứng dụng IoT đến năm 2025 37 Hình 2.7: Mạng Sigfox cung cấp dịch vụ phổ biến băng tần 915-925 MHz 43 Hình 3.1: Mơ hình đo trường hợp tổng quát 49 Hình 3.2: Mơ hình đo thiết bị RFID đặt giống thực tế trạm thu phí đường 51 Hình 3.3: Mơ hình đo đánh giá ảnh hưởng đến trạm gốc 53 Hình 3.4: Mơ hình đo vùng đọc thẻ độ tin cậy thông tin đọc .55 Hình 3.5: Điều chế băng siêu hẹp hệ thống IoT Sigfox 56 55 Hình 3.4: Mơ hình đo vùng đọc thẻ độ tin cậy thông tin đọc Kết thử nghiệm ghi Bảng 3.4 Trong tình đo, phương tiện giao thông thử nghiệm chạy với tốc độ 60 km/h nằm vùng phục vụ hệ thống RFID Bảng 3.4: Thống kết kết số lần đọc thẻ RFID Công suất phát (W) 0,5 1,0 1,5 2,0 Số lần đọc thẻ RFID (tổng số 100 lần) 70 72 75 80 Bán kính vùng đọc thẻ RFID (m) 3,0 3,4 3,6 3,8 3.1.3 Đánh giá ảnh hưởng lẫn hệ thống RFID trạm thu phí đường với hệ thống IoT Sigfox 3.1.3.1 Về hệ thống IoT Sigfox mục đích thử nghiệm Về mặt phổ tần, thiết bị IoT hãng Sigfox sử dụng tần số băng tần miễn cấp phép, tùy quốc gia, Sigfox hướng đến đoạn băng tần khác nhau; ví dụ: châu Âu sử dụng đoạn băng tần 868 – 970 MHz, Mỹ, Canada, Mexico sử dụng đoạng băng tần 902 – 928 MHz… Hệ thống IoT Sigfox gồm trạm gốc thiết bị di động Kênh chiều lên chiều xuống Sigfox hoạt động đoạn băng tần rộng 192 kHz để truyền liệu vô tuyến, sử dụng điều chế băng siêu hẹp (Ultra-Narrow band – UNB) Mỗi tin truyền kênh có độ rộng 100 Hz 600 Hz 56 (tương ứng với tốc độ truyền đạt 100 bps 600 bps) Ở khu vực châu Á Thái Bình Dương, Sigfox hướng đến việc truyền tin tốc độ 600 bps với độ rộng kênh 600 Hz đoạn băng tần 920- 923 MHz Một đặc điểm quan trọng hệ thống Sigfox truyền khơng đối xứng đường lên đường xuống, mạng lưới thiết bị di động Thiết bị di động phát tin kênh ngẫu nhiên gửi tiếp 02 hai kênh ngẫu nhiên khác (một tin gửi 03 lần 03 kênh ngẫu nhiên khác nhau) Cơ chế truyền làm tăng độ tin cậy hệ thống, hệ thống (trạm gốc) không cần thiết phải gửi tin xác nhận thiết bị di động toàn tin nhận Theo yêu cầu hệ thống, thiết bị di động có duty cycle 1% , tương đương với tin 12 byte truyền 140 tin truyền ngày Thiết bị trạm gốc đảm bảo truyền tin tới máy ngày Hình 3.5 đưa phân bổ sóng mang điều chế băng siêu hẹp hệ thống IoT Sigfox Hình 3.5: Điều chế băng siêu hẹp hệ thống IoT Sigfox [33] Tại Việt Nam, đoạn băng tần 920 – 923 MHz dành cho hệ thống vơ tuyến điện miễn cấp phép, nhiên, có tồn hệ thống RFID trạm thu phí đường tự động cấp phép sử dụng tần số (920,25 MHz 922,25 MHz) Như đề cập phần trước việc sử dùng số cố định, không sử dụng kỹ thuật nhảy tần cho thiết bị RFID, thiết bị có cơng suất lớn tiềm ẩn nguy gây can nhiễu lẫn hệ thống RFID với hệ thống vô tuyến điện miễn cấp phép khác 57 Do đó, mục tiêu kịch thử nghiệm thực tế nhằm đánh giá khả ảnh hưởng can nhiễu lẫn thiết bị RFID sử dụng trạm thu phí đường tự độ hệ thống IoT Sigfox Các kịch thử nghiệm gồm: - Kịch đánh giá ảnh hưởng RFID trạm gốc Sigfox - Kịch đánh giá ảnh hưởng RFID thiết bị di động Sigfox - Kịch đánh giá ảnh hưởng RFID hệ thống Sigfox trường hợp hệ thống hoạt động tần số khác 3.1.3.2 Đánh giá ảnh hưởng RFID trạm gốc Sigfox a Điều kiện thử nghiệm Trong kịch này, tần số thu trạm gốc Sigfox trùng với tần số phát thiết bị RFID Vị trí trạm gốc Sigfox đánh giá 02 trường hợp: nằm vùng búp sóng anten thiết bị RFID; nằm ngồi vùng búp sóng anten thiết bị RFID Bảng 3.5 đưa tham số kỹ thuật RFID Sigfox trường hợp ảnh hưởng RFID trạm gốc Sigfox Bảng 3.5: Tham số kỹ thuật RFID Sigfox trường hợp ảnh hưởng RFID trạm gốc Sigfox RFID Trạm gốc Sigfox Thiết bị di động Sigfox Số lượng thiết bị 02 01 20 Tần số phát (MHz) 921,75 923,25 921,75 922,75 Công suất (mW EIRP) 500 2000 500 100 Khoảng cách mét tới trạm mét từ thiết bị mét từ thiết bị gốc Sigfox RFID RFID 100 mét Khoảng cách 20 mét tới trạm 20 mét từ thiết bị 20 mét từ gốc Sigfox RFID bị RFID thiết 58 Với Khoảng cách 1, thiết bị trạm gốc Sigfox nằm vùng búp sóng thiết bị RFID; Khoảng cách 2, thiết bị trạm gốc Sigfox nằm ngồi vùng búp sóng thiết bị RFID b Kết thử nghiệm Với khoảng cách 1: tỷ lệ nhận tin thành công trạm gốc IoT đạt 70%, mức độ ảnh hưởng nhiễu đáng kể Với khoảng cách 2: tỷ lệ nhận tin công trạm gốc IoT đạt 95%, trường hợp mức độ ảnh hưởng nhiễu nhỏ hơn, nhiên ghi nhận có ảnh hưởng nhiễu Về ảnh hưởng từ thiết bị Sigfox tới RFID, hai trường hợp khoảng cách trên, hệ thống RFID hoạt động bình thường, số lần đọc thơng tin thiết bị đạt khoảng 200 lần/giây; khơng có ảnh hưởng nhiễu từ thiết bị Sigfox đến thiết bị RFID 3.1.3.3 Đánh giá ảnh hưởng RFID thiết bị di động Sigfox a Điều kiện thử nghiệm Trong kịch này, tần số thu thiết bị di động Sigfox trùng với tần số phát thiết bị RFID Thiết bị di động Sigfox đặt vùng búp sóng anten thiết bị RFID Bảng 3.6 đưa tham số kỹ thuật RFID Sigfox trường hợp ảnh hưởng RFID thiết bị di động Sigfox Bảng 3.6: Tham số kỹ thuật RFID Sigfox trường hợp ảnh hưởng RFID thiết bị di động Sigfox RFID Trạm gốc Sigfox Thiết bị di động Sigfox Số lượng thiết bị 02 01 20 Tần số phát (MHz) 921,75 921,75 920,25 59 922,75 Công suất (mW EIRP) 500 2000 500 Khoảng cách mét tới thiết bị mét từ thiết bị mét từ thiết bị di động Sigfox RFID 100 mét RFID 100 b Kết Tỷ lệ nhận tin thành công trạm gốc IoT đạt 99%, thiết bị trạm gốc Sigfox không bị ảnh hưởng nhiễu từ thiết bị RFID Đối với thiết bị di động Sigfox, số lượng tin từ trạm gốc Sigfox gửi đến thiết bị di động ít, trường hợp chưa đánh giá ảnh hưởng từ thiết bị RFID đến thiết bị di động Sigfox Về ảnh hưởng từ thiết bị Sigfox tới RFID, hai trường hợp khoảng cách trên, hệ thống RFID hoạt động bình thường, số lần đọc thơng tin thiết bị đạt khoảng 200 lần/giây; khơng có ảnh hưởng nhiễu từ thiết bị Sigfox đến thiết bị RFID 3.1.3.4 Đánh giá ảnh hưởng RFID hệ thống Sigfox trường hợp hệ thống hoạt động tần số khác a Điều kiện thử nghiệm Trong kịch này, tần số thu/phát thiết bị Sigfox khác với tần số phát thiết bị RFID Thiết bị Sigfox đặt ngồi vùng búp sóng anten thiết bị RFID Bảng 3.7 đưa tham số kỹ thuật RFID Sigfox hoạt động hai tần số khác Bảng 3.7: Tham số kỹ thuật RFID Sigfox hoạt động hai tần số khác RFID Trạm gốc Sigfox Thiết bị di động Sigfox Số lượng thiết bị 02 01 20 Tần số phát (MHz) 921,75 921,75 920,25 922,75 60 Công suất (mW EIRP) 500 2000 500 100 Khoảng cách 100 mét tới thiết 100 mét từ thiết 100 mét từ thiết bị di động Sigfox bị RFID bị RFID b Kết Tỷ lệ nhận tin thành công trạm gốc IoT đạt 99%, thiết bị trạm gốc Sigfox không bị ảnh hưởng nhiễu từ thiết bị RFID Đối với thiết bị di động Sigfox, số lượng tin từ trạm gốc Sigfox gửi đến thiết bị di động ít, trường hợp chưa đánh giá ảnh hưởng từ thiết bị RFID đến thiết bị di động Sigfox Về ảnh hưởng từ thiết bị Sigfox tới RFID, hai trường hợp khoảng cách trên, hệ thống RFID hoạt động bình thường, số lần đọc thông tin thiết bị đạt khoảng 200 lần/giây; khơng có ảnh hưởng nhiễu từ thiết bị Sigfox đến thiết bị RFID 3.1.4 Nhận xét a Ảnh hưởng nhiễu từ thiết bị RFID đến băng tần đường xuống mạng thông tin di động Trường hợp thiết bị RFID hoạt động chế độ tần số cố định, khoảng cách tần số tần số phát RFID tần số đường xuống trạm gốc thông tin di động GSM đạt MHz, công suất phát thiết bị RFID tối đa W EIRP, thiết bị di động mạng GSM hoạt động bình thường từ khoảng cách mét Do đặc điểm hệ thống RFID sử dụng trạm thu phí đường tự động, độ cao anten phát cao mét tính từ mặt đường khoảng cách khơng gian đảm bảo Với khoảng cách tần số thiết bị RFID tần số đường xuống trạm gốc thông tin di động nhỏ MHz, khoảng cách nhỏ mét, phát xạ từ thiết bị RFID ảnh hưởng đáng kể đến tạp âm lân cận tần số rìa băng tần đường xuống mạng thông tin di độn E-GSM Với khoảng cách tần số thiết bị RFID tần số đường xuống mạng thông tin di động lớn MHz ảnh hưởng đến chất lượng thu máy di động không đáng kể 61 b Ảnh hưởng nhiễu từ thiết bị RFID đến băng tần đường lên mạng thông tin di động Thiết bị RFID hoạt động 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, ảnh hưởng từ thiết bị RFID tới băng tần đường lên mạng thông tin di động c Ảnh hưởng can nhiễu lẫn thiết bị RFID hệ thống IoT Sigfox Khơng có ảnh hưởng nhiễu từ hệ thống thiết bị IoT Sigfox tới hệ thống RFID sử dụng băng tần 915 – 925 MHz Ngược lại, ảnh hưởng từ thiết bị RFID đến trạm gốc IoT Sigfox đáng kể trường hợp hai thiết bị đặt gần tần số thu trạm gốc Sigfox trùng với tần số phát thiết bị RFID Trường hợp hai hệ thống RFID Sigfox hoạt động tần số khác nhau, ảnh hưởng nhiễu không đáng kể 3.2 Các phương án phân bổ băng tần 915-925 MHz Trên sở nội dung đánh giá trạng sử dụng băng tần 915-925 MHz, kinh nghiệm Quốc tế việc quy hoạch sử dụng băng tần 915-925 MHz, sách định hướng Chính phủ cho thị trường viễn thông Việt Nam thời gian tới Căn vào kết thử nghiệm mạng kết nối IoT Việt Nam, Luận văn đề xuất hai phương án quy hoạch băng tần 915-925 MHz sau: a Phương án quy hoạch Trong phương án này, băng tần 915-925 MHz khoảng cách bảo vệ đường lên đường xuống hệ thống thông tin di động sử dụng cho hệ thống RFID Băng tần 915-925 MHz phân bổ MHz từ 918-922 MHz cho hệ thống RFID (Hình 3.6) 62 915 MBF 8.3 MHz 918 Guardband (3 MHz) 922 RFID MHz 925 Guardband (3 MHz) Uplink VNM 10 MHz Downlink Hình 3.6: Phương án – quy hoạch băng tần 915-925 MHz b Phương án quy hoạch Trong phương án quy hoạch này, Băng tần 915-925 MHz sử dụng MHz sử dụng chung cho thiết bị RFID thiết bị IoT (Hình 3.7) 915 MBF 8.3 MHz 918 Guardband (3 MHz) 922 RFID/IoT MHz Uplink 925 Guardband (3 MHz) VNM 10 MHz Downlink Hình 3.7: Phương án - quy hoạch băng tần 915-925 MHz Ở hai phương án sử dụng khoảng cách tần số thiết bị RFID IoT với tần số đường xuống đường lên mạng thông tin di động MHz khả ảnh hưởng đến hệ thống thông tin di động thấp 3.3 Đánh giá, đề xuất phương án phân bổ băng tần 915 - 925 MHz 3.3.1 Ưu nhược điểm phương án quy hoạch Các phương án quy hoạch băng tần 915-925 MHz có điểm chung khoảng cách bảo vệ đến hệ thống thông tin di động MHz kết thử nghiệm đánh giá khả can nhiễu hệ thống RFID, IoT với mạng GSM băng tần 900 MHz nhằm hạn chế tối đa khả gây can nhiễu có hại cho hệ thống thông tin di động Trong thử nghiệm triển khai mạng IoT Việt Nam, thiết bị RFID hoạt động chế độ tần số cố định, công suất phát tối đa 2000 mW EIRP, khoảng cách 63 tới trạm gốc thông tin di động đạt từ 300 mét, khơng có ảnh hưởng từ thiết bị RFID tới băng tần đường lên mạng thông tin di động Trong phương án quy hoạch đầu tiên, đoạn băng tần 918-922 MHz phân bổ giành riêng cho hệ thống RFID, có ưu điểm hạn chế thấp khả can nhiễu thiết bị RFID hệ thống thông tin di động có nhược điểm khơng hỗ trợ mạng kết nối IoT Trong phương án thứ hai, Luận văn đề xuất hệ thống RFID IoT hoạt động băng tần độ rộng MHz Phương án có ưu điểm hỗ trợ mạng kết nối IoT băng tần 900 MHz, nhược điểm phương án khả can nhiễu hệ thống RFID IoT hoạt động chung băng tần Theo kết đánh giá can nhiễu công nghệ RFID với Sigfox, ảnh hưởng từ thiết bị RFID đến trạm gốc IoT Sigfox đáng kể trường hợp hai thiết bị đặt gần khoảng tần số thu trạm gốc Sigfox trùng với tần số phát thiết bị RFID Trên thực tế, 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 có hồn tồn xảy kịch can nhiễu trường hợp xấu nêu 3.3.2 Đề xuất phương án quy hoạch băng tần 915-925 MHz Trên sở kết nghiên cứu, Luận văn đề xuất lựa chọn phương án thứ số hai phương án đề xuất làm phương án quy hoạch băng tần 915-925 MHz để áp dụng điều kiện Việt Nam (Hình 3.8) Hình 3.8: Phương án đề xuất phân bổ băng tần 915-925 MHz Như kết thử nghiệm mạng kết nối IoT Việt Nam, khoảng cách 6m từ thiết bị RFID đến thiết bị IoT tỷ lệ nhận tin thành công trạm gốc IoT đạt 64 70%, mức độ ảnh hưởng nhiễu đáng kể mà tương lai, cho phép triển khai thiết bị IoT công suất thấp, vùng phủ rộng với mật độ dày, song song với ứng dụng RFID có hồn tồn xảy kịch can nhiễu 3.4 Kết luận chương Chương đưa đề xuất phương án phân bổ băng tần 915-925 MHz hỗ trợ mạng kết nối Internet vạn vật IoT Để đạt mục tiêu đó, Luận văn nghiên cứu đánh giá khả can nhiễu mạng kết nối Internet vạn vật IoT thực tế Cả hai phương án có ưu điểm hạn chế khả can nhiễu thiết bị RFID IoT lên hệ thống thông tin di động Trong phương án nhất, dành riêng cho hệ thống RFID băng tần MHz từ 918-922 MHz có nhược điểm khơng hỗ trợ mạng kết nối IoT Trong phương án thứ hai, Luận văn đề xuất hệ thống RFID IoT hoạt động băng tần độ rộng MHz Phương án có ưu điểm tài nguyên phổ tần cho mạng kết nối IoT, nhược điểm phương án khả can nhiễu hệ thống RFID IoT hoạt động chung băng tần Theo kết đánh giá can nhiễu công nghệ RFID với Sigfox, ảnh hưởng từ thiết bị RFID đến trạm gốc IoT Sigfox đáng kể trường hợp hai thiết bị đặt gần khoảng 6m tần số thu trạm gốc Sigfox trùng với tần số phát thiết bị RFID Do đó, Luận văn đề xuất lựa chọn phương án thứ số hai phương án đề xuất làm phương án quy hoạch băng tần 915-925 MHz để áp dụng điều kiện Việt Nam 65 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Mục tiêu Luận văn nghiên cứu đề xuất phương án phân bổ băng tần 915-925 MHz hỗ trợ triển khai mạng kết nối Internet vạn vật IoT Việt Nam Để đạt mục tiêu đó, luận văn thực nghiên cứu nội dung: Nghiên cứu tổng quan công nghệ kết nối vô tuyến Internet vạn vật IoT, kiến trúc mơ hình mạng, tiêu chuẩn công nghệ mạng IoT kịch ứng dụng thực tế Nghiên cứu trạng sử dụng băng tần 915-925 MHz Việt Nam kinh nghiệm quốc tế quản lý tần số cho thiết bị IoT Băng tần 915-925 MHz Việt Nam, 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 tiêu chuẩn vô tuyến cụ thể cho hệ thống IoT sử dụng băng tần miễn cấp phép Thay vào đó, tổ chức cung cấp vấn đề kỹ thuật khai thác chung cho thiết bị kết nối IoT sử dụng băng tần miễn cấp phép nhằm tối ưu sử dụng hiệu phổ tần số Các nước khu vực Châu Á Mỹ, ngồi ứng dụng vơ tuyến điện cự ly ngắn dùng cho mục đích chung quy hoạch cho ứng dụng mạng LPWAN, tùy thuộc vào quốc gia mà có sách quản lý khác Trên sở kết nghiên cứu đó, Luận văn đề xuất lựa chọn phương án thứ số hai phương án đề xuất làm phương án quy hoạch băng tần 915925 MHz áp dụng điều kiện Việt Nam Trong phương án này, băng tần 915-925 MHz phân bổ MHz từ 918-922 MHz cho hệ thống RFID ứng dụng mạng kết nối Internet vạn vật IoT Tuy nhiên, thời gian lực hạn chế, Luận văn chưa nghiên cứu, đánh giá hết kịch can nhiễu xuất thực tế Ngồi ra, thiết bị IoT cịn hoạt động băng tần miễn cấp phép khác 868 MHz, 433 MHz, 5.8 GHz… hướng nghiên cứu, phát triển Luận văn 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO Danh mục tài liệu tiếng Việt [1] Bộ Thông tin Truyền thông (2008), Quyết định số 25/2008/QĐ-BTTTT việc phê duyệt quy hoạch băng tần cho hệ thống thông tin di động tế bào số Việt Nam dải tần 821 – 960 MHz 1710 – 2200MHz, năm 2008 [2] Bộ Thông tin Truyền thông (2016), Thông tư số 46/2016/TT-BTTTT quy định danh mục thiết bị vô tuyến điện miễn giấy phép sử dụng tần số vô tuyến điện, điều kiện kỹ thuật khai thác kèm theongày 26/12/2016 [3] Bộ Thông tin Truyền thông (2012), Thông tư số 03/2012/TT-BTTTT quy định danh mục thiết bị vô tuyến điện miễn giấy phép sử dụng tần số vô tuyến điện, điều kiện kỹ thuật khai thác kèm theo ngày 20/03/2012 [4] Cục Tần số vô tuyến điện (2018), Báo cáo kết thử nghiệm kết nối IoT Việt Nam [5] Cục Tần số vô tuyến điện (2018), Cơ sở liệu cấp phép tần số Quốc gia [6] Quyết định số 02/2017/QĐ-TTg, sửa đổi, bổ sung Quy hoạch phổ tần số vô tuyến điện quốc gia ban hành kèm theo Quyết định số 71/2013/QĐ-TTg ngày 21/11/2013 Thủ tướng Chính phủ Danh mục tài liệu tiếng Anh [7] Zeeshan Abbas, Wonyong Yoon (2015), A survey on energy conserving mechanisms for the Internet of Thing (2015): Wireless networking aspects [8] European parliament and council (2009), Directive 2009/114/EC, amending Council Directive 87/372/EEC on the frequency bands to be reserved for the coordinated introduction of public pan-European cellular digital land-based mobile communications in the Community [9] Ala Al-Fuqaha, Mohsen Guizani, Mehdi Mohammadi, Mohammed Aledhari, and Moussa Ayyash (2015), Internet of Things: A survey on enabling technologies, protocol and applications 67 [10] The commission of the European Comunities (2011), Amending Decision 2009/766/EC on the harmonisation of the 900 MHz and 800 MHz frequency bands for terrestrial systems capable of providing pan-European electronic communications services in the Community [11] Nokia (2017), Nokia white paper LTE evolution for IoT connectivity [12] Usman Raza, Parag Kulkarni, and Mahesh Sooriyabandara (2016), Low power wide area networks: An overview [13] ECC Report (2013), Co-existence studies for proposed SRD and RFID applications in the frequency band 870-876 MHz and 915-921 MHz [14] ECC Report 266(2017), The suitability of the current ECC regulatory framework for the usage of Wideband and Narrowband M2M in the frequency bands 700 MHz, 800 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 2.1 GHz and 2.6 GHz [15] WP1B, SG1, ITU-R (2017), Guidelines for Narrow-band wireless home networking transceivers Specification of spectrum related components [16] APT (2017,2018), Tài liệu hội nghị thông tin vô tuyến khu vực châu Á-Thái [17] ETSI (2017),3GPP TS 36.101: Evolved Universal Terrestrial Radio Access (EUTRA); User Equipment (UE) radio transmission and reception [18] ETSI (2010), 3GPP TS 36.104, LTE; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Base Station (BS) radio transmission and reception (3GPP TS 36.104 version 9.4.0 Release 9) [19] Dr José A.Gutierrez (2016), IEEE Std 802.15.4 Enabling pervasive wireless sensor networks [20] Z-Wave Alliance Recommendation ZAD12837-1 (2014): Z-Wave Transceivers – Specification of Spectrum Related Components [21] Kimo Chung – Global Business Solution SK Telecom (2016), Internet of Things Network Infrastructure LPWA [22] Sigfox (2016), Sigfox presentation to ARFM 68 [23] Report ITU-R SM.2423-0 (06/2018),Technical and operational aspects of low power wide area networks for machine type communication and the Internet of Things in frequency ranges harmonised for SRD operation [24] ITU-T Series Y (2012),Global information infrastructure, internet protocol aspects and next-generation networks – Overview of the Internet of things [25] 3GPP (2017), Enhancements up to release 14 - LTE progress leading to the 5G massive internet of thing [26] 3GPP (2015), Release 13 [27] ECC Report 266 (2017),The suitability of the current ECC regulatory framework for the usage of Wideband and Narrowband M2M in the frequency bands 700 MHz, 800 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 2.1 GHz and 2.6 GHz [28] ECC (2016), ECC report on the suitability of the current ECC framework for MFCN in the frequency bands 700 MHz, 800 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 2100 MHz, 2300MHz, 2600 MHz, 3400-3600 MHz and 3600-3800 MHz for the future usage of LTE-based M2M and Narrowband M2M Danh mục Website [29] http://mt.gov.vn/tthc/tin-tuc/46986/vai-net-ve-he-thong-thu-phi-khong-dung- ap-dung-tai-viet-nam.aspx [30] Siêu thị điện thông minh (2016), http://sieuthidienthongminh.vn/p622/giai- phap-nha-thong-minh-lumi-smarthome.html [31] Công ty cổ phần công nghệ DTT (2015),http://iot.dtt.vn/InternetofThings.html [32] Trọng Cầm – Báo Vietnamnet (2014),http://vietnamnet.vn/vn/cong- nghe/internet-cua-van-vat-19-nghin-ty-usd-sau-10-nam-198614.html [33] Jonathan Kapene (2018), https://www.betasolutions.co.nz/Blog/17/Sigfox- Technology-Review [34] ZTE power EM smart metering solution,http://enterprise.zte.com.cn/ en/solutions/energy/power/201806/ t20180615_469330.html 69 [35]Công ty TNHH thành viên công nghệ EPLUSI, http://bavutex.bariavungtau.gov.vn/vi/gianhang/4108/san-pham/e-sensor-re-iot-thiet-bi-cam-bien-dothong-so-moi-truong-va-dieu-khien-thiet-bi-tu-xa-qua-internet-22517.html ... linh hoạt tuyệt vời triển khai Sóng mang NB-IoT triển khai băng tần bảo vệ sóng mang LTE, triển khai sóng mang LTE, triển khai độc lập NB-IoT hoạt động sóng mang LTE: Khi triển khai NB-IoT sóng... thông tin di động Việc triển khai kết nối IoT dùng công nghệ thông tin di động thực với hạ tầng mạng thơng tin di động sẵn có Bên cạnh loại hình kết nối IoT sử dụng băng tần cấp phép cho di động công... thông băng tần mạng thông tin di động tế bào GSM, WCDMA, LTE mạng 5G tương lai Việc triển khai kết nối IoT dùng công nghệ thông tin di động thực với hạ tầng mạng thơng tin di động sẵn có Hiện