Luận Văn Công Nghệ Mạng PMR Và Ứng Dụng Trong Băng Tần VHF UHF Phân Kênh 6.25 kHz Tại Thành Phố Lớn

Luận văn khám phá công nghệ mạng PMR và ứng dụng trong băng tần VHF UHF phân kênh 6.25 kHz tại các thành phố lớn, đem lại hiệu quả tối ưu.

• Tác giả: Tống Duy Minh
• Người hướng dẫn: PGS. Đặng Hoài Bắc
• Trường học: Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
• Chuyên ngành: Kỹ thuật viễn thông
• Đề tài: Công Nghệ Mạng PMR: Ứng Dụng Trong Băng Tần VHF/UHF Phân Kênh 6.25 kHz Tại Thành Phố Lớn
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. MỞ ĐẦU
• 2. CÔNG NGHỆ MẠNG PMR TRONG BĂNG TẦN VHF/UHF SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ MỚI
• 2.1. Giới thiệu chung về mạng PMR (Private mobile radio) trong băng tần VHF/UHF
• 2.2. Công nghệ PMR tương tự
• 2.3. Công nghệ PMR số
• 2.4. Những lợi ích của công nghệ PMR số
• 2.5. Các kỹ thuật trong công nghệ PMR số
• 2.6. Các tiêu chuẩn cho thiết bị PMR số
• 3. PHƯƠNG PHÁP ẤN ĐỊNH VÀ XÁC KHOẢNG CÁCH TÁI SỬ DỤNG TẦN SỐ CHO MẠNG PMR TRONG BĂNG TẦN VHF/UHF SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ MỚI THEO PHÂN KÊNH 6.25 KHZ
• 3.1. Tính toán can nhiễu
• 3.2. Tiêu chuẩn can nhiễu
• 3.3. Quy trình
• 3.4. Các tham số đầu vào của ITU
• 3.5. Kết quả tính toán của ITU
• 3.6. Các tham số đầu vào của Úc
• 3.7. Kết quả khoảng cách tái sử dụng tần số
• 4. GIẢI PHÁP ẤN ĐỊNH TẦN SỐ CHO MẠNG PMR TRONG BĂNG TẦN VHF/UHF SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ MỚI THEO PHÂN KÊNH 6.25 KHZ VÀ TẠI CÁC KHU VỰC THÀNH PHỐ LỚN
• 4.1. Các tham số đầu vào phục vụ tính toán, mô phỏng
• 4.2. Kết quả tính toán mô phỏng
• 4.3. Bài đo xác định khoảng cách tái sử dụng tần số
• 4.4. Kết quả đo, đánh giá khoảng cách tái sử dụng
• 4.5. Phương án ấn định tần số cho các mạng PMR sử dụng phân kênh 6.25 kHz
• 4.6. Phương án ấn định tần số cho các mạng PMR tại các khu vực thành phố lớn
• DANH MỤC HÌNH VẼ
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

Tóm tắt

I. Giới thiệu về công nghệ mạng PMR và ứng dụng trong băng tần VHF UHF

Luận văn công nghệ mạng PMR tập trung vào việc nghiên cứu và ứng dụng công nghệ mạng PMR (Private Mobile Radio) trong băng tần VHF/UHF, đặc biệt là phân kênh 6.25 kHz tại các thành phố lớn. Công nghệ mạng PMR đã được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống liên lạc vô tuyến di động mặt đất, cung cấp thông tin hai chiều cho nhiều lĩnh vực như công nghiệp, giáo dục, và dịch vụ bảo vệ. Ứng dụng băng tần VHF UHF trong mạng PMR giúp tối ưu hóa quỹ tần số, đặc biệt trong bối cảnh mật độ sử dụng thiết bị PMR ngày càng tăng tại các thành phố lớn như Hà Nội, Đà Nẵng, và TP. Hồ Chí Minh.

1.1. Cấu hình mạng PMR

Mạng PMR có thể được cấu hình theo hai hình thức chính: liên lạc trực tiếp và liên lạc nhóm. Liên lạc trực tiếp sử dụng các bộ đàm di động với phạm vi hoạt động nhỏ, trong khi liên lạc nhóm sử dụng trạm lặp để mở rộng phạm vi. Các cấu hình mạng điển hình bao gồm mạng nội bộ (LAN), mạng dùng riêng cấu hình đơn công (WAN simplex), và mạng dùng riêng cấu hình song công (WAN duplex).

1.2. Công nghệ PMR tương tự và số

Công nghệ PMR tương tự đã được sử dụng từ lâu với các ưu điểm như thiết lập cuộc gọi nhanh và dễ vận hành. Tuy nhiên, nó có hạn chế về chất lượng thông tin trong băng thông nhỏ (6.25 kHz). Công nghệ PMR số khắc phục các hạn chế này bằng cách sử dụng kỹ thuật điều chế số, cải thiện chất lượng âm thanh và hiệu suất pin. Các tiêu chuẩn như TETRA, DMR, và dPMR đã được phát triển để tối ưu hóa hiệu quả sử dụng phổ tần.

II. Phân kênh 6

Phân kênh 6.25 kHz là một trong những giải pháp quan trọng để tối ưu hóa quỹ tần số trong mạng PMR, đặc biệt tại các thành phố lớn nơi mật độ sử dụng thiết bị PMR cao. Việc sử dụng phân kênh này giúp tăng dung lượng mạng và giảm thiểu tình trạng hao hụt tần số. Quản lý tần số trong mạng PMR đòi hỏi các phương pháp tính toán khoảng cách tái sử dụng tần số để đảm bảo chất lượng thông tin và giảm nhiễu.

2.1. Tính toán khoảng cách tái sử dụng tần số

Các phương pháp tính toán khoảng cách tái sử dụng tần số được áp dụng dựa trên các tiêu chuẩn của ITU và Úc. Các tham số đầu vào bao gồm độ cao ăng ten, công suất phát, và địa hình. Kết quả tính toán cho thấy khoảng cách tái sử dụng tần số phụ thuộc vào băng thông kênh và cấu hình mạng (LAN, WAN simplex, WAN duplex).

2.2. Giải pháp ấn định tần số

Các giải pháp ấn định tần số cho mạng PMR sử dụng phân kênh 6.25 kHz được đề xuất dựa trên kết quả tính toán và mô phỏng. Các phương án bao gồm ấn định tần số cho mạng LAN, WAN simplex, và WAN duplex tại các khu vực thành phố lớn. Các tham số đầu vào phục vụ tính toán được xác định rõ ràng để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả.

III. Ứng dụng công nghệ mạng PMR tại các thành phố lớn

Mạng PMR trong thành phố lớn đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp thông tin liên lạc hiệu quả cho các doanh nghiệp và tổ chức. Việc áp dụng công nghệ phân kênh và quản lý tần số giúp tối ưu hóa hiệu suất mạng và giảm thiểu nhiễu. Các ứng dụng thực tế của mạng PMR bao gồm liên lạc tại các công trường xây dựng, nhà máy, và dịch vụ bảo vệ.

3.1. Hiện trạng sử dụng tần số tại các thành phố lớn

Hiện trạng sử dụng tần số của mạng PMR tại các thành phố lớn như Hà Nội, Đà Nẵng, và TP. Hồ Chí Minh được phân tích chi tiết. Các số liệu cho thấy mật độ sử dụng tần số cao, đặc biệt trong băng tần VHF và UHF. Việc chuyển đổi từ phân kênh 12.5 kHz sang 6.25 kHz được đề xuất để giải quyết tình trạng hao hụt tần số.

3.2. Đánh giá hiệu quả ứng dụng

Các kết quả đo và đánh giá thực tế cho thấy hiệu quả của việc áp dụng phân kênh 6.25 kHz trong mạng PMR. Các phương án ấn định tần số được đề xuất dựa trên kết quả tính toán và mô phỏng, đảm bảo chất lượng thông tin và giảm thiểu nhiễu. Các giải pháp này có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong các thành phố lớn.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển nhanh chóng của công nghệ vô tuyến điện, việc khai thác hiệu quả quỹ tần số trở thành một vấn đề cấp thiết. Các hệ thống vô tuyến di động mặt đất dùng riêng (PMR) đã và đang phục vụ hàng triệu doanh nghiệp và các ngành công nghiệp trên toàn cầu, đặc biệt trong các lĩnh vực như giáo dục, cảng biển, xây dựng, nhà máy và dịch vụ bảo vệ. Tại Việt Nam, việc sử dụng tần số trong băng tần VHF/UHF cho các mạng PMR chủ yếu dựa trên phân kênh 12.5 kHz và 25 kHz, dẫn đến tình trạng khan hiếm tần số tại các thành phố lớn như Hà Nội, TP Hồ Chí Minh và Đà Nẵng, nơi mật độ sử dụng tần số cao gấp 20-30 lần so với mức trung bình toàn quốc.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là phân tích và đề xuất phương án ấn định tần số cho mạng PMR sử dụng công nghệ mới với phân kênh 6.25 kHz trong băng tần VHF/UHF, nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng phổ tần và giảm thiểu hiện tượng can nhiễu. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào các mạng PMR tại các thành phố lớn của Việt Nam trong giai đoạn 2018-2021, dựa trên số liệu cấp phép và khảo sát thực tế. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc hỗ trợ công tác quản lý tần số, nâng cao chất lượng liên lạc và đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của người dùng trong môi trường đô thị đông đúc.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Công nghệ PMR số và tương tự: So sánh ưu nhược điểm của công nghệ PMR tương tự (sử dụng băng thông 12.5 kHz và 25 kHz) với công nghệ PMR số (phân kênh 6.25 kHz), trong đó công nghệ số sử dụng kỹ thuật điều chế FDMA hoặc TDMA giúp tăng hiệu quả sử dụng phổ và cải thiện chất lượng âm thanh.
• Tiêu chuẩn kỹ thuật PMR số: Áp dụng các tiêu chuẩn ETSI như DMR (Digital Mobile Radio) sử dụng TDMA và dPMR sử dụng FDMA, cùng với các thuật toán mã hóa giọng nói AMBE+2TM, giúp tăng dung lượng kênh và giảm tỷ lệ lỗi bit.
• Mô hình truyền sóng và tính toán khoảng cách tái sử dụng tần số: Sử dụng các mô hình truyền sóng ITU-R P.526, Longley-Rice và Hata sửa đổi để tính toán tổn hao đường truyền và xác định khoảng cách tái sử dụng tần số phù hợp với đặc điểm địa hình và cấu hình mạng PMR tại Việt Nam.
• Khái niệm chính: Khoảng cách tái sử dụng tần số, tỷ số bảo vệ (α), hệ số loại bỏ kênh ngoài (OCR), băng thông kênh, công suất phát EIRP, độ cao ăng ten.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng dữ liệu cấp phép tần số của Cục Tần số vô tuyến điện Việt Nam, bao gồm 7.524 giấy phép mạng PMR trong dải VHF/UHF tính đến năm 2021. Phân tích số liệu về cấu hình mạng, phân kênh sử dụng, mật độ tần số tại các thành phố lớn và toàn quốc.

Phương pháp phân tích bao gồm:

• Tính toán khoảng cách tái sử dụng tần số dựa trên các tham số kỹ thuật đầu vào theo khuyến nghị ITU-R SM.337 và kinh nghiệm của Úc, sử dụng phần mềm mô phỏng Chirplus.
• So sánh kết quả tính toán giữa các mô hình truyền sóng và các cấu hình mạng LAN, WAN simplex và WAN duplex.
• Khảo sát thực tế tại các thành phố lớn để đánh giá khoảng cách tái sử dụng tần số và mức độ can nhiễu.
• Đề xuất phương án ấn định tần số phù hợp với phân kênh 6.25 kHz và đặc điểm sử dụng tần số tại các khu vực đô thị.

Thời gian nghiên cứu tập trung trong giai đoạn 2018-2021, với trọng tâm là các thành phố Hà Nội, TP Hồ Chí Minh và Đà Nẵng.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiện trạng sử dụng tần số PMR tại Việt Nam: Tính đến tháng 10/2021, có 2.237 giấy phép sử dụng 876 tần số trong dải VHF và 5.287 giấy phép sử dụng 863 tần số trong dải UHF. Trong đó, phân kênh 12.5 kHz chiếm tỷ lệ áp đảo với hơn 80% số giấy phép và thiết bị, phân kênh 6.25 kHz mới chiếm khoảng 6-7% và đang tăng nhanh trong giai đoạn 2018-2021.

2. Mật độ sử dụng tần số tại các thành phố lớn: Tại TP Hồ Chí Minh, mật độ sử dụng tần số trong dải UHF đạt khoảng 0.79 tần số/km², cao hơn 30 lần so với mức trung bình toàn quốc; tại Hà Nội là 0.38 tần số/km², cao hơn 20 lần. Điều này dẫn đến khó khăn trong việc cấp phép và ấn định tần số mới, đặc biệt cho các mạng LAN nội bộ.

3. Khoảng cách tái sử dụng tần số theo tính toán ITU và Úc: Kết quả mô phỏng cho thấy khoảng cách tái sử dụng tần số cho mạng LAN băng thông 6.25 kHz dao động khoảng 10-11 km, mạng WAN simplex khoảng 120-142 km, mạng WAN duplex khoảng 100 km, tương đồng giữa hai phương pháp tính toán. Khoảng cách này giảm đáng kể so với các phân kênh 12.5 kHz và 25 kHz, giúp tăng khả năng tái sử dụng tần số trong khu vực đô thị.

4. Ảnh hưởng của độ cao ăng ten đến vùng phủ và khoảng cách tái sử dụng: Độ cao ăng ten trạm cố định trong mạng WAN thường từ 30-100 m, trong khi mạng LAN sử dụng độ cao đa dạng từ 1.5 đến 70 m. Mạng LAN sử dụng độ cao 50 m có vùng phủ và khoảng cách tái sử dụng lớn hơn đáng kể so với độ cao 12-15 m, do đó cần cân nhắc khi ấn định tần số cho từng kịch bản sử dụng.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc áp dụng công nghệ PMR số với phân kênh 6.25 kHz mang lại hiệu quả sử dụng phổ tần vượt trội so với các phân kênh truyền thống 12.5 kHz và 25 kHz. Khoảng cách tái sử dụng tần số giảm giúp tăng mật độ mạng PMR trong các khu vực đô thị đông dân cư, giải quyết phần nào vấn đề khan hiếm tần số tại các thành phố lớn.

So sánh với các nghiên cứu quốc tế, kết quả tính toán khoảng cách tái sử dụng tần số phù hợp với khuyến nghị của ITU và kinh nghiệm của Úc, đồng thời phản ánh đúng đặc điểm địa hình và cấu hình mạng tại Việt Nam. Việc sử dụng phần mềm mô phỏng Chirplus giúp đánh giá chính xác hơn vùng phủ và mức độ can nhiễu thực tế, hỗ trợ công tác ấn định tần số hiệu quả.

Ngoài ra, việc phân tích độ cao ăng ten cho thấy tầm quan trọng của yếu tố này trong thiết kế mạng PMR, đặc biệt với mạng LAN nội bộ có phạm vi phủ nhỏ và đa dạng về môi trường sử dụng. Kết quả này góp phần làm rõ các tiêu chí kỹ thuật cần thiết để xây dựng phương án ấn định tần số phù hợp với từng loại mạng và khu vực.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng phân kênh 6.25 kHz cho các mạng PMR tại thành phố lớn: Khuyến khích sử dụng công nghệ PMR số với phân kênh 6.25 kHz nhằm tăng hiệu quả sử dụng phổ tần, giảm thiểu hiện tượng can nhiễu và đáp ứng nhu cầu liên lạc ngày càng cao. Thời gian triển khai ưu tiên trong vòng 1-2 năm tới, do các thiết bị hỗ trợ phân kênh này đã phổ biến.

2. Xây dựng quy trình ấn định tần số dựa trên mô hình tính toán khoảng cách tái sử dụng tần số: Sử dụng phần mềm mô phỏng như Chirplus kết hợp với các tham số kỹ thuật thực tế (công suất, độ cao ăng ten, mô hình truyền sóng) để xác định khoảng cách tái sử dụng phù hợp cho từng loại mạng (LAN, WAN simplex, WAN duplex). Chủ thể thực hiện là Cục Tần số vô tuyến điện và các đơn vị quản lý tần số.

3. Tăng cường quản lý và giám sát việc sử dụng tần số tại các khu vực đô thị: Thiết lập hệ thống giám sát để phát hiện và xử lý kịp thời các trường hợp sử dụng tần số không đúng quy định, nhằm bảo vệ chất lượng liên lạc và tránh gây nhiễu chéo. Thời gian thực hiện liên tục, ưu tiên các thành phố lớn.

4. Đào tạo và nâng cao nhận thức cho các đơn vị sử dụng mạng PMR: Tổ chức các khóa đào tạo về công nghệ PMR số, quy trình ấn định tần số và các biện pháp giảm thiểu can nhiễu, giúp người dùng hiểu và tuân thủ các quy định kỹ thuật. Chủ thể thực hiện là các cơ quan quản lý và nhà cung cấp thiết bị, trong vòng 1 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Cơ quan quản lý tần số vô tuyến điện: Hỗ trợ xây dựng chính sách, quy trình cấp phép và ấn định tần số hiệu quả, đặc biệt trong bối cảnh nhu cầu sử dụng tần số PMR tăng cao tại các thành phố lớn.

2. Doanh nghiệp và tổ chức sử dụng mạng PMR: Giúp lựa chọn công nghệ phù hợp, tối ưu hóa chi phí đầu tư thiết bị và khai thác hiệu quả phổ tần, nâng cao chất lượng liên lạc trong hoạt động sản xuất kinh doanh.

3. Nhà sản xuất và cung cấp thiết bị viễn thông: Cung cấp cơ sở kỹ thuật để phát triển sản phẩm hỗ trợ phân kênh 6.25 kHz, đáp ứng tiêu chuẩn quốc tế và nhu cầu thị trường trong nước.

4. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành viễn thông: Là tài liệu tham khảo quý giá về công nghệ PMR số, phương pháp tính toán khoảng cách tái sử dụng tần số và các tiêu chuẩn kỹ thuật liên quan, phục vụ cho các nghiên cứu tiếp theo.

Câu hỏi thường gặp

1. Phân kênh 6.25 kHz có ưu điểm gì so với 12.5 kHz và 25 kHz?
   Phân kênh 6.25 kHz giúp tăng gấp đôi dung lượng kênh so với 12.5 kHz và gấp bốn lần so với 25 kHz, đồng thời cải thiện hiệu quả sử dụng phổ tần và giảm thiểu can nhiễu, phù hợp với môi trường đô thị mật độ cao.

2. Công nghệ PMR số khác gì so với PMR tương tự?
   PMR số sử dụng kỹ thuật điều chế số và mã hóa giọng nói, giúp cải thiện chất lượng âm thanh, tăng vùng phủ sóng, tiết kiệm năng lượng và hỗ trợ các tính năng nâng cao như mã hóa bảo mật và truyền dữ liệu.

3. Khoảng cách tái sử dụng tần số là gì và tại sao quan trọng?
   Khoảng cách tái sử dụng tần số là khoảng cách tối thiểu giữa các mạng sử dụng cùng tần số để tránh gây nhiễu lẫn nhau. Việc xác định chính xác giúp tăng mật độ mạng mà không làm giảm chất lượng liên lạc.

4. Phần mềm Chirplus được sử dụng như thế nào trong nghiên cứu?
   Chirplus được dùng để mô phỏng vùng phủ sóng và tính toán khoảng cách tái sử dụng tần số dựa trên các tham số kỹ thuật và mô hình truyền sóng, giúp đánh giá chính xác hiệu quả ấn định tần số.

5. Làm thế nào để giải quyết tình trạng khan hiếm tần số tại các thành phố lớn?
   Ngoài việc áp dụng phân kênh 6.25 kHz, cần tăng cường quản lý tần số, sử dụng công nghệ số hiện đại, đào tạo người dùng và phát triển các giải pháp kỹ thuật nhằm tối ưu hóa khai thác phổ tần.

Kết luận

• Công nghệ PMR số với phân kênh 6.25 kHz mang lại hiệu quả sử dụng phổ tần vượt trội, phù hợp với nhu cầu tăng cao tại các thành phố lớn.
• Khoảng cách tái sử dụng tần số được tính toán theo khuyến nghị ITU và kinh nghiệm Úc cho thấy khả năng tăng mật độ mạng mà vẫn đảm bảo chất lượng liên lạc.
• Độ cao ăng ten là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến vùng phủ và khoảng cách tái sử dụng, cần được cân nhắc kỹ trong thiết kế mạng.
• Phương pháp mô phỏng và tính toán sử dụng phần mềm Chirplus hỗ trợ xây dựng phương án ấn định tần số chính xác và hiệu quả.
• Đề xuất áp dụng phân kênh 6.25 kHz, xây dựng quy trình ấn định tần số mới, tăng cường quản lý và đào tạo người dùng nhằm nâng cao chất lượng dịch vụ PMR tại Việt Nam.

Luận văn mở ra hướng nghiên cứu tiếp theo về tối ưu hóa quy hoạch tần số và phát triển công nghệ PMR số trong bối cảnh đô thị hóa nhanh và nhu cầu liên lạc ngày càng đa dạng. Các cơ quan quản lý và doanh nghiệp được khuyến khích áp dụng kết quả nghiên cứu để nâng cao hiệu quả khai thác tài nguyên tần số.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Sự phát triển nhanh chóng về công nghệ trong lĩnh vực vô tuyến điện đã giúp chúng ta khai thác tối ưu và hiệu quả quỹ tần số. Công nghệ, kỹ thuật mới cho phép sử dụng các hệ thống băng thông rộng cung cấp dịch vụ thông tin có tốc độ truyền tải dữ liệu rất cao cũng như cho phép khai thác các kênh tần số có băng thông khoảng cách kênh nhỏ hơn mà vẫn đảm bảo chất lượng thông tin. Các hệ thống liên lạc vô tuyến di động mặt dat PMR (Private mobile radio) da cung cấp thông tin liên lạc hai chiều cho nhiều lĩnh vực trong nhiều thập kỷ và dự kiến sẽ phục vụ hàng triệu doanh nghiệp và các nền công nghiệp trên thế giới. Các hệ thống này cho phép linh hoạt trong việc triển khai và co thé tận dung tài nguyên phổ tần hạn chế để đáp ứng các nhu cầu khác nhau của người đùng.

Các ứng dụng cho mạng PMR có thể kê đến như sử dụng tại các trường học, cảng biển, các công trường xây dựng, tại các nhà máy hay như dịch vụ bảo vệ,. Hiện tại việc sử dụng Tần số của các thiết bị PMR. trong băng tan VHF/UHF hiện tại đang phụ thuộc qua nhiều vào phân kênh 12,5 kHz và 25 kHz. Do đó diễn ra tinh trang hao hut tan số tại các Thành phố lớn (Hà Nội, Đà Nẵng, TP Hồ Chí Minh.) nơi đang có mật độ thông tin liên lạc sử dụng thiét bi PMR day dac.

CÔNG NGHỆ MẠNG PMR TRONG BĂNG TÂN VHF/UHE SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ MỚI. Giới thiệu chung về mạng PMR (Private mobile radio) trong băng tần VHF/UHF Cac hé théng liên lạc vô tuyến di động mặt đất nội bộ (PMR) đã cung cấp thông tin liên lạc hai chiều cho nhiều lĩnh vực trong nhiều thập kỷ và dự kiến sẽ phục vụ hàng triệu doanh nghiệp và các nền công nghiệp trên thế giới. Các hệ thống này cho phép linh hoạt trong việc triển khai và có thể tận dụng tài nguyên phổ tần hạn chế dé dap ứng các nhu cầu khác nhau của người dùng. Các ứng dụng cho mạng PMR có thể kế đến như sử dụng tại các trường học, cảng biển, các công trường xây dựng, tại các nhà máy hay như dịch vụ bảo vệ,.

Hệ thống PMR có thé str dụng trong một nhóm người dùng (tối thiểu 02 người) hoạt động trên một tần số được ấn định (hoặc nhiều tần số) dé giao tiếp trong chế độ liên lạc trực tiếp hoặc liên lạc nhóm như trong Hình 1. Các hệ thống vo tuyến hai chiều có thê được cấu hình theo nhiều cách khác nhau đề phục vụ các hình thức giao tiếp phức tạp hơn. Hệ thống PMR có thê được phân thành hai cấu hình kết ni gồm: kết nối trực tiếp là kết nối đơn giản giữa các bộ đàm di động với nhau; và kết nối thông qua trạm lặp đê mở rộng phạm vi liên lạc. Một hệ thống PMR mà chỉ sử dụng để liên lạc với một nhóm các người dùng thông qua các bộ đàm di động sử dụng tần số đã được ấn định được thê hiện trong hình 1.1: Cấu hình mạng PMR liên lạc trực tiếp (a) va liên lạc nhóm (b) Cấu hình mạng PMR liên lạc trực tiếp trong hình 1.1 hoạt động tương tự như mạng liên lạc nội bộ (LAN) đang được cấp phép tại Việt Nam.

Cấu hình mang PMR liên lạc nhóm sử dụng tram cố định hoạt động tương tư như mạng liên lạc dùng riêng (WAN) đang được cấp phép tại Việt Nam. Hiện tại, có các loại cấu hình mạng điển hình sau: - Mạng nội bộ (LAN): là mạng gồm các thiết bị (thường là máy cầm tay) có công suất < 5 W và phạm vi hoạt động nhỏ, cấu hình liên lạc đơn công. - Mạng dùng riêng cấu hình đơn công (WAN simplex): là mạng PMR điển hình với thiết bị trong mạng có công suất lớn (cỡ 50 W) và phạm vi hoạt động rộng (thường là trong 1 tỉnh/thành phổ), cấu hình liên lạc đơn công. - Mạng dùng riêng cấu hình song công (WAN duplex): là mạng PMR điển hình với thiết bị trong mạng có công suất lớn (cỡ 50 W) và phạm vi hoạt động rộng (thường là trong 1 tỉnh/thành phổ), cấu hình liên lạc song công.

- Mạng dùng chung tần số (CC): là loại mạng gồm các thiết bị (thường là máy cam tay) có công suất < 5 W và phạm vi hoạt động rộng. - Về mặt kỹ thuật điều chế sử dụng cho các thiết bị trong mạng PMR, có hai kỹ thuật chính là thiết bị sử dụng kỹ thuật điều chế tương tự và kỹ thuật điều chế sé. Công nghệ PMR tương tự Công nghệ PMR tương tự đã được phát triển từ rất lâu với một số cải tiến để cải thiện chất lượng thông tin. Một số đặc điểm của công nghệ PMR tương tự: - Khai thác rất đơn giản: bấm tổ hợp đề gọi, nhá để nghe - Thiết lập cuộc gọi rất nhanh, thường chỉ mất khoảng 0.5 s - Gọi theo nhóm - Sử dụng mã tone CTCSS / DSC - Mã hóa thoại đơn giản (Vocoder) - Phương thức liên lạc đơn công hoặc bán song công - Dễ vận hành, sử dụng - Công suất phát tối đa (thông thường): + Trạm gốc: 100 W (25 kHz), 50 W (12.25 kHz) + Máy di động: 50W + Máy cầm tay: 5 W Tuy nhiên, thiét bi PMR tương tự có một số hạn chế về mặt kỹ thuật như: - Không phù hợp với kênh truyền có băng thông nhỏ (6.25 kHz) do chất lượng thông tin không đảm bảo.

- Khả năng tự chống nhiễu không tốt. - Thời gian sử dụng pin chưa tối ưu. Công nghệ PMR số Xu hướng số hóa toàn cầu cũng được áp dụng vào trong các mạng PMR và việc áp dụng công nghệ kỹ thuật số này phát triển nhanh chóng trong những năm 2010. Vô tuyến di động mặt đất dùng riêng kỹ thuật số là một tiêu chuẩn được phát triển bởi ETSI đối với hệ thống mạng di động mặt đất dùng riêng sử dụng kỹ thuật điều chế số.

Công nghệ PMR số sử dụng kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo tần số cung cấp các giải pháp thoại và đữ liệu số có hiệu quả chỉ phí thấp nhất cho PMR. Cho đến gần đây, công nghệ PMR sử dụng phương pháp đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA có hiệu quả sử dụng phô tốt hơn ở các kênh có độ rộng lớn như 25 kHz. Tuy nhiên, với việc sử dụng các kênh có độ rộng kênh lớn dẫn đến việc sử dụng hết các kênh tần số. Tiêu chuẩn ETSI về dPMR giải quyết vấn đề này bằng các thiết bị sử dụng kênh có độ rộng 6.25 kHz, phương thức đa truy nhập FDMA với sơ đồ điều chế số 4FSK.

Công nghệ trên mang lại hiệu quả phố cao hơn so với chỉ phí thấp hơn. Tiêu chuân đPMR là một tiêu chuẩn mở, không độc quyền được phát trién boi ETSI, va được đưa ra bởi các tài liệu thông số kỹ thuật ETSI TS 102 658. Những lợi ích của công nghệ PMR số Cong nghé PMR số hiện nay co thé hỗ trợ truyền trên một kênh tần số có độ rộng kênh là 6.25 kHz so với với kênh truyền 25 kHz hoặc 12.5 kHz của hệ thống CLMR tương tự. Vì vậy PMR số sẽ sử dụng hiệu quả phổ tần tốt hơn Trong một thiết bị vô tuyến tương tự thông thường, tất cả âm thanh thu nhận được bởi micro đều được truyền đi.

Nếu môi trường có quá nhiều tiếng ồn, như vậy toàn bộ tiếng ồn đều được truyền đi và thông tin nhận được bên máy thu sẽ bị ảnh hưởng. Công nghệ kỹ thuật số sử dụng phần mềm tập trung vào việc cải thiện chất lượng giọng nói hoặc dữ liệu, bỏ qua tiếng ồn của máy hoặc tiếng ồn của môi trường xung quanh. Kết quả là giọng nói được rõ ràng hơn. Bởi vì trong hệ thống vô tuyến sỐ SỬ dụng mã tự động sửa lỗi, nó tái tạo lại âm thanh tiếng nói vả duy trì độ trong trẻo của tiếng nói, kể cả khi tín hiệu bị lỗi nặng.

Và khi mà tín hiệu được điều chế và mã hóa số, sẽ có những thuật toán phần mềm nâng cao mà có thê truyền tín hiệu giọng nói rõ ràng nhất trong các điều kiện khắc nghiệt nhất. Đối với cùng một chất lượng âm thanh, các bộ đàm số cung cấp vùng phủ tốt hơn so với các bộ đảm tương tự, với điều kiện tương tự nhau (ví dụ, mức công suất phát, độ cao ăng ten, tạp âm máy thu, băng thông bộ lọc trung tần, địa hình,. Chất lượng âm thanh Reis tick Bellet Vùng cải thiện hiệu suất TƯƠNG TỰ Chất lượng âm thai CHẤT LƯỢNG ÂM THANH A = v MANH MUCTIN HIEU YẾU Hình 1.2: Chất lượng âm thanh sử dụng kỹ thuật điều chế số so với tương tự Một thiết bị vô tuyến tương tự điển hình yêu cầu một phần cứng mã hóa phụ trợ để cung cấp mã hóa giọng nói trong khi một thiết bị vô tuyến số có thể được cầu hình hoặc lập trình để cung cấp mã hóa giọng nói ngay trong thiết bị đó. Việc sử dụng mã hóa tiếng nói kỹ thuật số đã trở nên an toàn và hiệu quả hơn nhiều.

Các bộ đàm kỹ thuật SỐ SỬ dụng TDMA có hiệu suất sử dụng pin lâu hơn so với bộ đảm tương tự. Trong kỹ thuật TDMA, một kênh được chia thành hai hoặc nhiều khe thời gian và thiết bị chỉ phát trong một khe thời gian đó. Điều này cho phép thiết bị kỹ thuật số cung cấp thời lượng pin lâu hơn so với một thiết bị tương tự tương đương trong một lần sạc. Các ứng dụng phần mềm có thê được cài đặt trong các bộ đàm kỹ thuật số để có các tính năng bổ sung, ví dụ như mã hóa nâng cao, điều phối, theo dõi vị trí, tích hợp với mạng IP,.

Các kỹ thuật trong công nghệ PMR số Tương tự như các hệ thống thông tin vô tuyến di động khác, bên cạnh việc sử dụng hiệu quả phổ tần, các công nghệ vô tuyến kỹ thuật số cung cấp khả năng cải thiện chất lượng âm thanh, hiệu suất pin lau hơn; và bảo mật thông tin tốt hơn. Nói chung, các phương thức đa truy nhập được sử đụng trong PMR số là: - TDMA: Thường chiếm độ rộng kênh 12.5 kHz và chia mỗi kênh 12.5 kHz thành hai khe thời gian (hai kênh logic), với mỗi khe thời gian cung cấp một đường thông tin liên lạc. - FDMA: Cung cấp một đường truyền thông tin 6,25 kHz cho mỗi kênh vật lý. Trong trường hợp thiết bị PMR số sử dụng 12.