Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, lĩnh vực thông tin di động và dịch vụ viễn thông đóng vai trò then chốt trong phát triển kinh tế xã hội, đáp ứng nhu cầu ngày càng đa dạng của người dùng. Tuy nhiên, nguồn tài nguyên tần số vô tuyến điện là hữu hạn và đắt đỏ, đòi hỏi việc sử dụng hiệu quả và hợp lý. Tại Việt Nam, quá trình số hóa truyền hình từ 2011 đến 2020 đã giải phóng băng tần UHF 470-806 MHz, trong đó băng tần 700 MHz được xác định là băng tần chiến lược dành cho phát triển dịch vụ thông tin di động băng rộng IMT (International Mobile Telecommunications) thế hệ 3G và 4G.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là đánh giá hiện trạng sử dụng và quy hoạch băng tần 700 MHz tại Việt Nam, phân tích các phương án quy hoạch băng tần 700 MHz trên thế giới, đặc biệt là các phương án FDD và TDD, đồng thời đề xuất phương án quy hoạch phù hợp nhất cho Việt Nam nhằm thúc đẩy phát triển thị trường viễn thông lành mạnh, cạnh tranh công bằng và hài hòa với quốc tế. Nghiên cứu tập trung trong giai đoạn từ năm 2011 đến 2018, với phạm vi địa lý là Việt Nam và các khu vực có quy hoạch băng tần 700 MHz tiêu biểu trên thế giới như Châu Á Thái Bình Dương, Châu Âu và Bắc Mỹ.

Ý nghĩa của nghiên cứu được thể hiện qua việc cung cấp cơ sở khoa học và pháp lý cho việc quy hoạch lại băng tần 700 MHz, tạo điều kiện thuận lợi cho việc cấp phép sử dụng tần số, đồng thời đảm bảo tương thích kỹ thuật, hạn chế can nhiễu giữa các dịch vụ vô tuyến điện, góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng phổ tần và phát triển hạ tầng viễn thông hiện đại tại Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về hệ thống thông tin di động IMT, bao gồm:

  • Lý thuyết về hệ thống IMT-2000 và IMT-Advanced: Trình bày lịch sử phát triển, các tiêu chuẩn công nghệ như WCDMA, CDMA2000, LTE và LTE-Advanced, cùng các đặc điểm kỹ thuật như băng thông, tốc độ truyền dữ liệu, kiến trúc mạng và các giao thức truyền thông.

  • Mô hình quy hoạch phổ tần và quản lý tần số vô tuyến: Áp dụng các khuyến nghị của Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU-R) về quy hoạch băng tần 700 MHz, các phương án quy hoạch FDD (Frequency Division Duplex) và TDD (Time Division Duplex), cũng như các nguyên tắc phân bổ phổ tần phù hợp với điều kiện quốc gia.

  • Khái niệm về can nhiễu và tương thích phổ tần: Đánh giá các loại can nhiễu giữa dịch vụ truyền hình số mặt đất DVB-T và dịch vụ IMT sử dụng băng tần 700 MHz, sử dụng các chỉ số kỹ thuật như tỷ lệ công suất tín hiệu trên nhiễu (I/N), khoảng cách tối thiểu bảo vệ, mặt nạ phát xạ phổ tần, và các tiêu chuẩn bảo vệ thiết bị thu.

Các khái niệm chính bao gồm: băng tần 700 MHz, IMT, LTE, LTE-Advanced, FDD, TDD, can nhiễu kênh lân cận, mặt nạ phát xạ, khoảng cách bảo vệ, và quy hoạch phổ tần.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp tổng hợp và phân tích tài liệu thứ cấp từ các nguồn dữ liệu quốc tế và trong nước, bao gồm:

  • Nguồn dữ liệu: Các khuyến nghị và báo cáo của ITU-R, CEPT, các quyết định của Bộ Thông tin và Truyền thông Việt Nam, số liệu thống kê về việc triển khai mạng LTE thương mại và thiết bị hỗ trợ băng tần 700 MHz, các nghiên cứu kỹ thuật về can nhiễu giữa DVB-T và LTE.

  • Phương pháp phân tích: Phân tích định tính và định lượng các phương án quy hoạch băng tần 700 MHz trên thế giới, đánh giá kỹ thuật về khả năng can nhiễu và tương thích giữa các dịch vụ, sử dụng phương pháp Minimum Coupling Loss (MCL) và Subjective Failure Point (SFP) để xác định khoảng cách bảo vệ tối thiểu và điều kiện kỹ thuật hạn chế can nhiễu.

  • Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong giai đoạn 2017-2018, tập trung vào việc tổng hợp các quy hoạch quốc tế, đánh giá thực trạng tại Việt Nam và đề xuất phương án quy hoạch phù hợp.

  • Cỡ mẫu và chọn mẫu: Nghiên cứu tập trung vào các băng tần và thiết bị đã được triển khai thương mại trên toàn cầu, đồng thời khảo sát thực trạng sử dụng băng tần 700 MHz tại các vùng miền trọng điểm của Việt Nam, đặc biệt là các thành phố lớn và vùng đồng bằng chiếm hơn 60% dân số.

Phương pháp nghiên cứu đảm bảo tính khoa học, khách quan và phù hợp với mục tiêu ứng dụng thực tiễn trong lĩnh vực kỹ thuật viễn thông.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Quy hoạch băng tần 700 MHz trên thế giới: Có 8 phương án quy hoạch được ITU-R khuyến nghị, trong đó phương án APT 700 FDD (2×45 MHz) được hơn 50 quốc gia áp dụng, bao gồm các nước Đông Nam Á như Thái Lan, Singapore, Philippines, Campuchia. Phương án này được đánh giá là có mức độ hài hòa phổ tần cao nhất, hỗ trợ triển khai mạng LTE/LTE-Advanced hiệu quả. Tại Châu Âu, phương án CEPT 700 (2×30 MHz FDD) được sử dụng, còn tại Mỹ là phương án US 700 với các khối 6 MHz, ít phổ biến hơn.

  2. Đánh giá can nhiễu giữa DVB-T và IMT tại băng tần 700 MHz: Khoảng cách tối thiểu bảo vệ giữa máy phát DVB-T và trạm thu LTE là khoảng 26 km để tránh can nhiễu từ máy phát DVB-T đến trạm gốc LTE. Khoảng cách tối thiểu giữa thiết bị người dùng LTE và máy thu DVB-T là 6 m trong nhà và 23.6 m ngoài trời. Việc sử dụng bộ lọc băng tần thấp có thể giảm khoảng cách này xuống còn 3 m trong nhà, giúp giảm thiểu can nhiễu hiệu quả.

  3. Thực trạng sử dụng băng tần 700 MHz tại Việt Nam: Đến năm 2017, hơn 60% dân số Việt Nam đã tắt sóng truyền hình analog, giải phóng băng tần 700 MHz. Theo Quyết định số 32/2012/QĐ-TTg và Quyết định số 71/2013/QĐ-TTg, băng tần 694-806 MHz được xác định dành cho thông tin di động IMT. Việt Nam đang trong giai đoạn chuẩn bị cấp phép sử dụng băng tần này cho dịch vụ di động băng rộng.

  4. Đề xuất phương án quy hoạch băng tần 700 MHz cho Việt Nam: Luận văn đề xuất quy hoạch dựa trên block cơ sở 5 MHz, với độ rộng tối đa 20 MHz/khối, tạo điều kiện cho 3-4 doanh nghiệp lớn phát triển thị trường. Phương án quy hoạch theo chuẩn APT 700 FDD được lựa chọn do tính tương thích quốc tế cao, phù hợp với xu hướng phát triển và hiện trạng sử dụng tần số tại Việt Nam.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc lựa chọn phương án quy hoạch băng tần 700 MHz theo chuẩn APT 700 FDD là phù hợp với điều kiện Việt Nam, đồng thời đảm bảo tính hài hòa với các quốc gia trong khu vực và trên thế giới. Việc áp dụng phương án này giúp tận dụng hiệu quả phổ tần, hỗ trợ triển khai các công nghệ LTE và LTE-Advanced với tốc độ dữ liệu cao và vùng phủ sóng rộng.

Phân tích can nhiễu giữa DVB-T và IMT cho thấy cần thiết phải thiết lập khoảng cách bảo vệ tối thiểu và áp dụng các điều kiện kỹ thuật như sử dụng bộ lọc băng tần để giảm thiểu ảnh hưởng lẫn nhau, đảm bảo chất lượng dịch vụ cho cả hai hệ thống. So sánh với các nghiên cứu quốc tế, các kết quả về khoảng cách bảo vệ và tiêu chuẩn kỹ thuật tương tự được áp dụng rộng rãi, khẳng định tính chính xác và khả thi của đề xuất.

Việc giải phóng băng tần 700 MHz tại Việt Nam theo lộ trình số hóa truyền hình đã tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển dịch vụ thông tin di động băng rộng, góp phần nâng cao chất lượng mạng viễn thông và thúc đẩy chuyển đổi số quốc gia. Các biểu đồ thể hiện số lượng mạng LTE thương mại và thiết bị hỗ trợ băng tần 700 MHz trên thế giới minh họa xu hướng phát triển mạnh mẽ của công nghệ này, đồng thời làm rõ sự cần thiết của việc quy hoạch hợp lý tại Việt Nam.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Ban hành quy hoạch băng tần 700 MHz theo phương án APT 700 FDD: Bộ Thông tin và Truyền thông cần sớm hoàn thiện và ban hành quy hoạch băng tần 694-806 MHz dựa trên block 5 MHz, độ rộng tối đa 20 MHz/khối, tạo điều kiện cho 3-4 doanh nghiệp lớn triển khai dịch vụ IMT. Thời gian thực hiện trong năm 2018-2019.

  2. Thiết lập các điều kiện kỹ thuật hạn chế can nhiễu: Áp dụng các tiêu chuẩn kỹ thuật như khoảng cách bảo vệ tối thiểu (26 km giữa trạm DVB-T và LTE, 6 m giữa thiết bị LTE và máy thu DVB-T trong nhà), sử dụng bộ lọc băng tần thấp để giảm thiểu can nhiễu, đảm bảo chất lượng dịch vụ cho cả hai hệ thống. Chủ thể thực hiện là các nhà mạng và cơ quan quản lý tần số.

  3. Tăng cường công tác quản lý và giám sát phổ tần: Xây dựng hệ thống giám sát phổ tần hiện đại, kiểm soát việc sử dụng tần số, phát hiện và xử lý kịp thời các trường hợp vi phạm, đảm bảo sử dụng phổ tần hiệu quả và bền vững. Thời gian triển khai từ 2019 trở đi.

  4. Khuyến khích phát triển thiết bị và công nghệ hỗ trợ băng tần 700 MHz: Hỗ trợ các doanh nghiệp nghiên cứu, sản xuất và nhập khẩu thiết bị hỗ trợ băng tần 700 MHz theo chuẩn quốc tế, thúc đẩy phát triển mạng LTE/LTE-Advanced tại Việt Nam. Chủ thể thực hiện là các nhà sản xuất, nhà mạng và cơ quan quản lý.

  5. Tăng cường hợp tác quốc tế và khu vực: Tham gia các diễn đàn, hội nghị về quản lý tần số và quy hoạch phổ tần, phối hợp với các nước láng giềng để đảm bảo hài hòa phổ tần, tránh can nhiễu xuyên biên giới. Thời gian thực hiện liên tục.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý nhà nước về viễn thông và tần số vô tuyến: Luận văn cung cấp cơ sở khoa học và pháp lý để xây dựng chính sách, quy hoạch phổ tần, cấp phép và giám sát việc sử dụng băng tần 700 MHz, giúp quản lý hiệu quả tài nguyên tần số.

  2. Doanh nghiệp viễn thông và nhà mạng: Thông tin về các phương án quy hoạch, tiêu chuẩn kỹ thuật và đánh giá can nhiễu giúp các doanh nghiệp lựa chọn chiến lược đầu tư, triển khai mạng LTE/LTE-Advanced phù hợp, nâng cao chất lượng dịch vụ và cạnh tranh trên thị trường.

  3. Các nhà nghiên cứu và chuyên gia kỹ thuật viễn thông: Luận văn cung cấp kiến thức chuyên sâu về công nghệ IMT, LTE, LTE-Advanced, quy hoạch phổ tần và kỹ thuật đánh giá can nhiễu, hỗ trợ nghiên cứu phát triển công nghệ và giải pháp kỹ thuật mới.

  4. Các tổ chức đào tạo và sinh viên ngành viễn thông: Tài liệu tham khảo hữu ích cho việc giảng dạy, học tập và nghiên cứu chuyên sâu về kỹ thuật viễn thông, quản lý tần số và phát triển mạng di động thế hệ mới.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao băng tần 700 MHz lại quan trọng đối với phát triển mạng di động?
    Băng tần 700 MHz có khả năng phủ sóng rộng và xuyên tường tốt hơn so với các băng tần cao hơn như 1800 MHz hay 2600 MHz, giúp giảm chi phí hạ tầng và nâng cao chất lượng dịch vụ, đặc biệt ở vùng nông thôn và khu vực đô thị đông dân.

  2. Phương án quy hoạch APT 700 FDD có ưu điểm gì so với các phương án khác?
    APT 700 FDD được nhiều quốc gia áp dụng do tính hài hòa phổ tần cao, hỗ trợ băng thông rộng (2×45 MHz), tương thích với các thiết bị thương mại phổ biến, giúp triển khai mạng LTE/LTE-Advanced hiệu quả và đồng bộ trên phạm vi quốc tế.

  3. Làm thế nào để hạn chế can nhiễu giữa dịch vụ truyền hình số DVB-T và mạng di động LTE tại băng tần 700 MHz?
    Cần thiết lập khoảng cách bảo vệ tối thiểu (khoảng 26 km giữa trạm phát DVB-T và trạm thu LTE), áp dụng bộ lọc băng tần thấp cho thiết bị LTE, và kiểm soát công suất phát của thiết bị người dùng để giảm thiểu ảnh hưởng can nhiễu.

  4. Việt Nam đã giải phóng băng tần 700 MHz như thế nào?
    Việt Nam đã thực hiện tắt sóng truyền hình analog tại nhiều tỉnh, chiếm hơn 60% dân số, chuyển đổi sang truyền hình số dưới 694 MHz, giải phóng băng tần 700 MHz để chuẩn bị cấp phép sử dụng cho dịch vụ thông tin di động IMT theo lộ trình đến năm 2020.

  5. Làm sao các doanh nghiệp viễn thông có thể tận dụng băng tần 700 MHz hiệu quả?
    Doanh nghiệp cần tuân thủ quy hoạch phổ tần, áp dụng công nghệ LTE/LTE-Advanced phù hợp, đầu tư thiết bị hỗ trợ băng tần 700 MHz, đồng thời phối hợp với cơ quan quản lý để đảm bảo điều kiện kỹ thuật hạn chế can nhiễu và khai thác phổ tần hiệu quả.

Kết luận

  • Luận văn đã tổng hợp và phân tích các phương án quy hoạch băng tần 700 MHz trên thế giới, đánh giá kỹ thuật can nhiễu giữa dịch vụ truyền hình số và mạng di động IMT, từ đó đề xuất phương án quy hoạch phù hợp cho Việt Nam dựa trên chuẩn APT 700 FDD.
  • Việc giải phóng băng tần 700 MHz tại Việt Nam theo lộ trình số hóa truyền hình tạo điều kiện thuận lợi cho phát triển dịch vụ di động băng rộng thế hệ mới.
  • Các điều kiện kỹ thuật như khoảng cách bảo vệ và sử dụng bộ lọc băng tần là cần thiết để đảm bảo tương thích và hạn chế can nhiễu giữa các dịch vụ.
  • Đề xuất quy hoạch băng tần 700 MHz theo block 5 MHz, độ rộng tối đa 20 MHz/khối, phù hợp với định hướng phát triển thị trường viễn thông Việt Nam hình thành 3-4 doanh nghiệp lớn.
  • Khuyến nghị các bước tiếp theo bao gồm ban hành quy hoạch chính thức, hoàn thiện khung pháp lý, tăng cường quản lý phổ tần và thúc đẩy phát triển thiết bị hỗ trợ băng tần 700 MHz.

Call-to-action: Các cơ quan quản lý, doanh nghiệp viễn thông và nhà nghiên cứu cần phối hợp chặt chẽ để triển khai hiệu quả quy hoạch băng tần 700 MHz, góp phần thúc đẩy phát triển hạ tầng viễn thông hiện đại, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của xã hội trong kỷ nguyên số.