Đây cũng là một trong những chủ đề nghiên cứu đang nhận được sự quan tâm đặc biệt tại các Hội nghị vô tuyến khu vực APT/AWG và Nhóm nghiên cứu số 1 thuộc Liên minh Viễn thông quốc tế ITU-R.
Kết nối IoT đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy sự phát triển công nghệ và dịch vụ viễn thông trong nền kinh tế số. Trong bối cảnh đó, để đáp ứng được yêu cầu kết nối cho hàng chục tỷ thiết bị kết nối IoT sẽ cần có sự hỗ trợ của các loại hình công nghệ vô tuyến khác nhau, sử dụng các dải tần số khác nhau. Một trong những giải pháp về băng tần là sử dụng các băng tần miễn giấy phép sử dụng tần số vô tuyến điện cho thiết bị vô tuyến cự ly ngắn như băng tần 434 MHz, 2,4 GHz…
Tại Việt Nam, Danh sách các băng tần được miễn giấy phép sử dụng tần số và điều kiện sử dụng được quy định tại Thông tư số 46/2016/TT-BTTTT ngày 26/12/2016.
Trong thời gian vừa qua, Cục Tần số vô tuyến điện nhận được đề nghị từ một số doanh nghiệp trong nước và hãng sản xuất, cung cấp thiết bị vô tuyến kết nối IoT nước ngoài về việc cho phép sử dụng dải tần 920 MHz cho loại hình kết nối IoT vùng phủ rộng với công suất phát trên 25 mW ERP đến trên 306 mW ERP (tương đương 500 mW EIRP). Dải tần này nằm trong đoạn phân cách giữa băng tần phát và băng tần thu của hệ thống thông tin di động GSM/IMT 900 MHz (Hình 1).
Chú thích: GB (Guard Band) là băng tần bảo vệ
Cuối tháng 8 vừa qua, tại thành phố Việt Trì, tỉnh Phú Thọ, Cục Tần số vô tuyến điện cùng các chuyên gia của Mobifone, Vietnammobile và chuyên gia các hãng sản xuất và cung cấp thiết bị vô tuyến kết nối IoT đã triển khai đo đánh giá nhiễu có hại từ thiết bị vô tuyến kết nối IoT sử dụng dải tần 920 MHz đến hệ thống thông tin di động công cộng mặt đất.
Kịch bản ứng dụng của công nghệ IoT công suất thấp
Công nghệ kết nối vô tuyến IoT công suất thấp (LPWAN: Low Power Wide Area Network) được phát triển nhằm hướng tới hỗ trợ các kịch bản truyền thông tin dữ liệu tốc độ thấp với vùng phủ sóng rộng sử dụng các bộ cảm biến thông minh trong mô hình nhà thông minh, thành phố thông minh, công nghiệp thông minh,… Hình vẽ 2 sau đây mô tả sơ đồ cấu trúc tham khảo của một hệ thống kết nối IoT công suất thấp.
Xuất phát từ thực tiễn quản lý và xu hướng quốc tế như trên, mục tiêu của Đoàn đo đánh giá nhiễu do Cục Tần số VTĐ tổ chức nhằm xem xét các điều kiện kỹ thuật về tần số, công suất phát xạ, các kỹ thuật giảm tránh nhiễu phù hợp để áp dụng tại Việt Nam.
Thông số kỹ thuật của hệ thống IoT công suất thấp trong bài đo đánh giá nhiễu
Trong quá trình đo đánh giá nhiễu tại thành phố Việt Trì, hệ thống vô tuyến kết nối IoT được yêu cầu thiết lập các thông số kỹ thuật (tần số hoạt động, công suất phát, độ cao ăng ten) theo các kịch bản can nhiễu được Cục Tần số VTĐ xây dựng trước đó. Bảng 1 bên dưới mô tả chi tiết các thông số kỹ thuật được thiết lập trong bài đo đánh giá nhiễu.
Bảng 1. Thông số kỹ thuật của thiết bị vô tuyến kết nối IoT trong bài đo đánh giá nhiễu
Phổ phát xạ từ các thiết bị kết nối IoT sử dụng dải tần 920 MHz được thu đo và mô tả theo Hình 3 dưới đây.
Các kịch bản can nhiễu từ thiết bị IoT công suất thấp đến mạng thông tin di động
Kịch bản can nhiễu được xây dựng với yêu cầu bám sát mục tiêu đặt ra ban đầu là đánh giá ảnh hưởng gây nhiễu có hại từ các hệ thống vô tuyến kết nối IoT sử dụng đoạn băng tần nằm trong phân cách thu-phát của băng tần 900 MHz tới hệ thống thông tin di động công cộng GSM/IMT (Hình 1). Theo đó, kịch bản thứ nhất xây dựng để đánh giá mức độ ảnh hưởng tới chiều thu của máy di động GSM 900 MHz (UE); trong khi đó kịch bản thứ hai nhằm đánh giá ảnh hưởng can nhiễu tới chiều thu của trạm gốc GSM 900 MHz.
Trong mỗi kịch bản đánh giá nhiễu, các thông số kỹ thuật (tần số hoạt động, công suất phát tối đa) của thiết bị IoT và vị trí tương đối giữa hai hệ thống được điều chỉnh nhằm lựa chọn được bộ thông số phù hợp, bảo đảm không gây nhiễu có hại cho hệ thống thông tin di động. Hình vẽ 4 và 5 bên dưới mô tả hai kịch bản can nhiễu; Hình vẽ 6 mô tả vị trí của trạm gốc GSM 900 MHz được lựa chọn để giám sát chất lượng mạng khi có sự xuất hiện của các phát xạ từ thiết bị IoT công suất thấp trên dải tần 920 MHz.
Kết quả đo đánh giá can nhiễu là một trong những cơ sở thực tiễn có ý nghĩa quan trọng hỗ trợ cho việc xây dựng dự thảo Thông tư sửa đổi, bổ sung Danh mục thiết bị VTĐ được miễn giấy phép sử dụng tần số VTĐ, điều kiện kỹ thuật và khai thác kèm theo. Dự kiến văn bản này sẽ được Cục Tần số VTĐ trình Bộ TTTT ban hành trong năm 2018.
Việc nghiên cứu bổ sung thêm dải tần 920 MHz cho thiết bị vô tuyến công suất thấp với những điều kiện kỹ thuật, khai thác phù hợp, cùng với những dải tần đã được quy định tại Thông tư số 46/2016/TT-BTTTT sẽ góp phần thúc đẩy sự phát triển và hình thành hệ sinh thái thiết bị và ứng dụng kết nối IoT đa dạng tại Việt Nam trong thời gian tới.