Frequency Bands¶
Trang này tóm tắt các dải tần dùng trong 2G/3G/4G/5G: cách phân loại, bảng band tiêu biểu, đặc tính truyền sóng, cách quy đổi ARFCN sang tần số và ảnh hưởng tới thiết kế RAN. Cơ quan phân bổ phổ nằm ở ITU, nơi định nghĩa band là 3GPP.
Về số liệu
Số liệu band lấy theo 3GPP TS 36.101, TS 38.101-1 và TS 38.101-2 (Rel-17/18), chưa đối chiếu lại từng dòng với spec. Danh sách band thay đổi theo từng release, nên kiểm tra spec mới nhất trước khi dùng cho thiết kế thực tế.
1. Tổng quan phổ tần¶
| Nhóm | Dải tần | Đặc điểm | Vai trò chính |
|---|---|---|---|
| Low-band | < 1 GHz | Truyền xa, xuyên tường tốt, băng thông hẹp | Phủ rộng, indoor, vùng nông thôn |
| Mid-band | 1 – 6 GHz | Cân bằng phủ và dung lượng | Lớp dung lượng chính của 4G/5G |
| High-band (mmWave) | > 24 GHz | Băng thông lớn, suy hao cao, dễ bị chặn | Hotspot, FWA, dung lượng cực cao |
- FR1: 410 MHz – 7.125 GHz. FR2-1: 24.25 – 52.6 GHz. FR2-2 (Rel-17): 52.6 – 71 GHz.
- Quản lý phổ: ITU (phân chia toàn cầu), 3GPP (định nghĩa band), cơ quan quốc gia (cấp phép; tại Việt Nam là Cục Tần số vô tuyến điện, Bộ TT&TT).
2. Khái niệm cơ bản¶
- Band: dải tần do 3GPP định nghĩa, ký hiệu
B<x>cho LTE vàn<x>cho NR. - Carrier / Channel: một sóng mang trong band, có băng thông (ví dụ 20 MHz LTE, 100 MHz NR).
- Channel raster: lưới tần số mà sóng mang được phép đặt; biểu diễn bằng EARFCN (LTE) và NR-ARFCN (NR).
- Duplex distance: khoảng cách giữa UL và DL trong band FDD.
Chế độ song công¶
| Chế độ | Mô tả | Ví dụ |
|---|---|---|
| FDD | UL và DL ở hai dải tần riêng | B1, B3, B7, B8, B20, B28 / n1, n3, n7, n8, n28 |
| TDD | UL/DL chung tần số, chia theo thời gian | B40, B41 / n41, n77, n78, n79, n257, n258 |
| SDL | Chỉ downlink, dùng để bổ sung dung lượng | n75, n76 |
| SUL | Uplink bổ sung để cải thiện vùng phủ UL | n80, n81, n82, n83, n84, n86 |
3. Bảng band tiêu biểu¶
3.1 LTE¶
| Band | Tên thường gọi | Duplex | Uplink (MHz) | Downlink (MHz) |
|---|---|---|---|---|
| B1 | 2100 | FDD | 1920 – 1980 | 2110 – 2170 |
| B3 | 1800 | FDD | 1710 – 1785 | 1805 – 1880 |
| B7 | 2600 | FDD | 2500 – 2570 | 2620 – 2690 |
| B8 | 900 | FDD | 880 – 915 | 925 – 960 |
| B20 | 800 | FDD | 832 – 862 | 791 – 821 |
| B28 | 700 | FDD | 703 – 748 | 758 – 803 |
| B40 | 2300 | TDD | 2300 – 2400 | 2300 – 2400 |
| B41 | 2500 | TDD | 2496 – 2690 | 2496 – 2690 |
3.2 5G NR¶
| Band | Tên thường gọi | Duplex | Dải tần (MHz) | Phạm vi |
|---|---|---|---|---|
| n1 | 2100 | FDD | UL 1920 – 1980 / DL 2110 – 2170 | FR1 |
| n3 | 1800 | FDD | UL 1710 – 1785 / DL 1805 – 1880 | FR1 |
| n8 | 900 | FDD | UL 880 – 915 / DL 925 – 960 | FR1 |
| n28 | 700 | FDD | UL 703 – 748 / DL 758 – 803 | FR1 |
| n41 | 2.5 GHz | TDD | 2496 – 2690 | FR1 |
| n77 | C-band | TDD | 3300 – 4200 | FR1 |
| n78 | C-band | TDD | 3300 – 3800 | FR1 |
| n79 | 4.5 GHz | TDD | 4400 – 5000 | FR1 |
| n257 | 28 GHz | TDD | 26500 – 29500 | FR2 |
| n258 | 26 GHz | TDD | 24250 – 27500 | FR2 |
| n260 | 39 GHz | TDD | 37000 – 40000 | FR2 |
| n261 | 28 GHz | TDD | 27500 – 28350 | FR2 |
3.3 2G / 3G¶
- GSM: chủ yếu 900 MHz (B8) và 1800 MHz (B3).
- UMTS/HSPA: 2100 MHz (B1) và 900 MHz (B8).
4. Đặc tính truyền sóng¶
Suy hao không gian tự do tăng theo 20·log10(f): tăng gấp đôi tần số thì thêm khoảng 6 dB.
| Tiêu chí | Low-band | Mid-band | mmWave |
|---|---|---|---|
| Vùng phủ | Rất tốt | Trung bình | Ngắn (vài trăm mét) |
| Xuyên tường / indoor | Tốt | Trung bình | Kém |
| Băng thông khả dụng | Hẹp (5–20 MHz) | Rộng (đến 100 MHz) | Rất rộng (400 MHz+) |
| Nhạy với mưa, vật cản | Thấp | Trung bình | Cao |
| Số anten trên trạm | Ít (2T2R, 4T4R) | Massive MIMO (32T/64T) | Phased array lớn |
Chiến lược thường dùng: low-band để đảm bảo phủ và uplink, mid-band làm lớp dung lượng chính, mmWave bổ sung tại điểm nóng.
5. Quy đổi ARFCN sang tần số¶
LTE (EARFCN)¶
| Band | F_DL_low (MHz) | N_Offs-DL | Dải N_DL |
|---|---|---|---|
| B1 | 2110 | 0 | 0 – 599 |
| B3 | 1805 | 1200 | 1200 – 1949 |
| B7 | 2620 | 2750 | 2750 – 3449 |
| B8 | 925 | 3450 | 3450 – 3799 |
| B20 | 791 | 6150 | 6150 – 6449 |
| B28 | 758 | 9210 | 9210 – 9659 |
Ví dụ: EARFCN 1850 thuộc B3, F_DL = 1805 + 0.1 × (1850 − 1200) = 1870 MHz.
NR (NR-ARFCN)¶
| Dải tần | ΔF_Global | F_REF-Offs | N_REF-Offs | Dải N_REF |
|---|---|---|---|---|
| 0 – 3000 MHz | 5 kHz | 0 | 0 | 0 – 599999 |
| 3000 – 24250 MHz | 15 kHz | 3000 MHz | 600000 | 600000 – 2016666 |
| 24250 – 100000 MHz | 60 kHz | 24250.08 MHz | 2016667 | 2016667 – 3279165 |
Ví dụ: N_REF = 633334 → F = 3000 + 0.015 × (633334 − 600000) = 3500.01 MHz (thuộc n78).
6. Kỹ thuật liên quan trong RAN¶
- Carrier Aggregation (CA): gộp nhiều sóng mang (intra-band hoặc inter-band) để tăng băng thông và tốc độ.
- Dual Connectivity (EN-DC, NR-DC): UE kết nối đồng thời LTE + NR hoặc NR + NR, thường dùng low/mid-band LTE làm anchor.
- DSS (Dynamic Spectrum Sharing): LTE và NR dùng chung sóng mang, hỗ trợ refarming 4G sang 5G.
- Refarming: chuyển dần phổ 2G/3G sang 4G/5G.
- Can nhiễu và cùng tồn tại:
- Guard band giữa các band/nhà mạng kề nhau (đặc biệt TDD, cần đồng bộ UL/DL pattern).
- PIM (Passive Intermodulation) trên hệ thống anten dùng chung nhiều band.
- Harmonics giữa các band (ví dụ hài bậc 2/3 của low-band rơi vào mid-band).
7. Ảnh hưởng tới thiết bị¶
- Anten, RRU/AAU, filter, diplexer phải hỗ trợ đúng băng tần và băng thông tức thời (IBW).
- UE: danh sách band hỗ trợ quyết định khả năng sử dụng dịch vụ và roaming; cần kiểm tra band combination cho CA/EN-DC.
- Cấu hình MIMO thường gặp: 2T2R/4T4R (low-band), 8T8R/32T32R/64T64R (mid-band), phased array (mmWave).
8. Tình hình tại Việt Nam¶
Chưa có số liệu chi tiết
Phần này mới ở mức tổng quát. Bảng phân bổ băng tần theo từng nhà mạng cần lấy từ quyết định cấp phép chính thức của Cục Tần số vô tuyến điện, nên chưa đưa vào đây.
- Các nhà mạng chính: Viettel, VNPT (Vinaphone), MobiFone.
- Phổ 4G chủ yếu ở các band 700/900/1800/2100/2600 MHz.
- 5G triển khai trên mid-band (khu vực 2.5–3.8 GHz) và có kế hoạch cho mmWave.
- Lộ trình tắt 2G/3G và refarming sang 4G/5G.
9. Tài liệu tham khảo¶
- 3GPP TS 36.101: LTE UE radio transmission and reception
- 3GPP TS 36.104: LTE BS radio transmission and reception
- 3GPP TS 38.101-1: NR UE radio transmission and reception, FR1
- 3GPP TS 38.101-2: NR UE radio transmission and reception, FR2
- 3GPP TS 38.104: NR BS radio transmission and reception
- ITU Radio Regulations
10. Liên quan¶
- ITU: phân bổ phổ tần toàn cầu, WRC.
- 3GPP: các release và đặc tả band.
- RAN Architecture & Splits: vị trí RU, nơi RF và anten gắn với từng band.
- Synchronization: TDD trên các band mid-band cần đồng pha giữa các trạm.