Luận văn được hoàn thành tại:
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Đặng Hoài Bắc
Phản biện 1: PGS. TS. Lê Hải Châu
Phản biện 2: TS. Lê Anh Ngọc
Luận văn sẽ được bảo vệ trước hội đồng chấm luận văn thạc sĩ tại Học viện
Công nghệ Bưu chính Viễn Thông
Vào lúc: 8 giờ ngày 15 tháng 01 năm 2022
Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Thư viện của Học viên Công nghệ Bưu chính Viễn Thông
1
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 đất PMR (Private mobile radio) 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 để đáp ứng các nhu
cầu khác nhau của người dùng. Các ứng dụng cho mạng PMR có thể kể 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 tần VHF/UHF hiện tại
đang phụ thuộc quá nhiều vào phân kênh 12,5 kHz và 25 kHz. Do đó diễn ra tình trạng hao
hụt tần 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 thiết bị PMR dày đặc. Công nghệ mạng PMR trong băng tần
VHF/UHF sử dụng công nghệ mới.
2
Chương 1. Công nghệ mạng PMR trong băng tần VHF/UHF sử dụng
công nghệ mới.
1.1. Giới thiệu chung về mạng PMR (Private mobile radio) trong băng tần
VHF/UHF
Các hệ thống 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 để đáp ứng các nhu cầu khác
nhau của người dùng. Các ứng dụng cho mạng PMR có thể kể 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 thể được phân thành hai cấu hình kết nối 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 để mở rộng
phạm vi liên lạc.
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 phố), 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 phố), cấu hình liên lạc song công.
- Mạng dùng chung tần số (CC): là loại mạng gồm các thiết bị (thường là máy cầm
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 số.
1.2. 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 để gọi, nhả để nghe
3
- 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 (12.5 kHz), 25 W (6.25 kHz)
+ Máy di động: 50 W
+ Máy cầm tay: 5 W
Tuy nhiên, thiết bị 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.
1.3. 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 dữ liệu số có hiệu quả chi 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 phổ 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 phổ
cao hơn so với chi phí thấp hơn. Tiêu chuẩn dPMR là một tiêu chuẩn mở, không độc quyền
được phát triển bởi ETSI, và được đưa ra bởi các tài liệu thông số kỹ thuật ETSI TS 102 658.
