Trong hai năm qua, phần lớn ngân sách đo kiểm vô tuyến của các phòng thử nghiệm Việt Nam đổ vào hai vùng quen thuộc: dưới 6 GHz cho 5G thương mại và trên 24 GHz cho các dự án mmWave. Khoảng giữa — từ 7 GHz tới 24 GHz — gần như trống. Đó chính là vùng mà đo kiểm dải FR3 đang trở thành yêu cầu bắt buộc, vì 3GPP đã đưa dải này vào lộ trình chuẩn hoá và ITU đã xếp nó vào chương trình nghị sự của hội nghị vô tuyến thế giới kế tiếp. Bài viết này không bàn lại chuyện “6G có những tầng phổ nào”, mà trả lời một câu hỏi thực dụng hơn: băng thử hiện có thiếu gì để đo được ở 7–24 GHz.
Đo kiểm dải FR3 bắt đầu từ ranh giới băng tần, không từ thế hệ mạng
FR3 trong tài liệu 3GPP là khoảng 7,125 GHz đến 24,25 GHz — nằm đúng giữa FR1 (dưới 6 GHz) và FR2 (sóng milimét, trên 24,25 GHz). 3GPP đã xuất bản báo cáo kỹ thuật TR 38.820 — NR; 7 to 24 GHz frequency range để nghiên cứu riêng dải này, và Release 20 là bản đầu tiên đưa FR3 vào bên cạnh FR1 và FR2 như một vùng tần số được định nghĩa.
Chi tiết đáng chú ý với người làm đo lường: công việc mô hình hoá kênh cho 7–24 GHz được mở bổ sung trong Release 19 và đưa vào TR 38.901, vì phần lớn dữ liệu đo dùng để dựng mô hình kênh 3GPP trước đó đến từ băng dưới 6 GHz và trên 24 GHz. FR3 vì thế không thừa hưởng trọn kinh nghiệm đo của hai vùng lân cận. Lưu ý khi trích dẫn: TR 38.820 là báo cáo cho dải 7–24 GHz, khác với báo cáo về sub-THz — hai tài liệu này hay bị dẫn nhầm cho nhau trong hồ sơ thử nghiệm.
WRC-27 mới là thứ quyết định phần nào của 7–24 GHz thành IMT
3GPP định nghĩa dải tần, nhưng quyền phân bổ phổ thuộc về ITU. Chương trình nghị sự WRC-27 có mục 1.7 dành riêng cho việc xem xét điều kiện kỹ thuật để dùng IMT trong các dải 4 400–4 800 MHz, 7 125–8 400 MHz (hoặc một phần) và 14,8–15,35 GHz.
Phạm vi theo khu vực không đồng nhất, và đây là điểm dễ bị bỏ sót khi lập kế hoạch đầu tư thiết bị:
- 4 400–4 800 MHz hoặc một phần: Khu vực 1 và Khu vực 3.
- 7 125–8 400 MHz hoặc một phần: Khu vực 2 và Khu vực 3. Việt Nam thuộc Khu vực 3.
- 7 125–7 250 MHz và 7 750–8 400 MHz hoặc một phần: Khu vực 1.
- 14,8–15,35 GHz: cả ba khu vực.
Điều kiện kèm theo cũng định hình phép đo: mục 1.7 nhấn mạnh bảo vệ các nghiệp vụ đang hoạt động — FSS, MSS, EESS, MetSat và SRS trong dải 7 125–8 400 MHz, cùng nghiệp vụ cố định và di động trong 14,8–15,35 GHz. Với phòng thử nghiệm, yêu cầu đó dịch ra thành phép đo phát xạ ngoài băng và nhiễu sang kênh lân cận, vốn đòi hỏi dải động cao hơn hẳn phép đo điều chế thông thường.
Vì sao dải tần trung cao 6G đổi luật chơi của băng thử
Điểm hấp dẫn của FR3 nằm ở chỗ nó hành xử giống băng trung hơn là sóng milimét. Dải này không chịu mức suy hao đường truyền khắc nghiệt, khả năng xuyên vật liệu kém và độ nhạy với vật cản như mmWave. Hệ quả thương mại rất lớn: thiết bị FR3 có thể lắp chung vị trí với trạm macro 5G hiện có, và việc dùng lại hạ tầng trạm được coi là điều kiện gần như bắt buộc để kiềm chế chi phí triển khai.
Ba hệ quả kéo theo:
- Đo dẫn vẫn còn khả thi. Ở FR2, tổn hao và kích thước ăng-ten buộc phải chuyển sang đo OTA trong buồng. Ở 7–24 GHz, cáp và đầu nối đồng trục vẫn làm việc được — nhưng ngân sách tổn hao cáp không còn nhỏ như ở băng dưới 6 GHz.
- Số đường đo song song tăng. Lắp chung vị trí với trạm macro kéo theo cấu hình massive MIMO ở tần số cao hơn.
- Băng thông kênh rộng hơn băng dưới 6 GHz. Đây là sức ép trực tiếp lên băng thông phân tích của máy đo, và là chỗ nhiều băng thử hiện có gãy trước tiên.
Yêu cầu với thiết bị đo ở 7–24 GHz: bốn thông số quyết định
Khi lập cấu hình cho một băng thử FR3, bốn chỉ tiêu dưới đây quyết định phần lớn kết quả, xếp theo thứ tự thường bị vướng:
Băng thông phân tích. Đây là nút thắt thật sự, không phải trần tần số. Một máy phân tích phủ tới 26 GHz nhưng chỉ có vài trăm MHz băng thông phân tích sẽ không đo nổi một sóng mang FR3 rộng. Cần đối chiếu băng thông phân tích đã hiệu chỉnh — con số áp dụng cho phép đo có bù đáp ứng — chứ không phải băng thông số hoá thô.
Nhiễu pha của nguồn phát và của bộ dao động nội. EVM sàn của cả băng thử bị chặn bởi nhiễu pha. Khi dời từ 3,5 GHz lên 15 GHz, nhiễu pha của cùng một kiến trúc tổng hợp tần số xấu đi theo quy luật nhân đôi tần số, nên chỉ tiêu vốn dư dả ở FR1 có thể vừa đủ hoặc thiếu ở FR3.
Ngân sách tổn hao đường dẫn. Ở 15 GHz, một sợi cáp thử trung bình có thể ăn vài dB — con số vào thẳng phép đo công suất và độ nhạy, nên phải đo và bù bằng hiệu chuẩn mặt phẳng tham chiếu chứ không ước lượng.
Độ phẳng biên độ và pha trong toàn băng. Với tín hiệu rộng, gợn biên độ và méo pha trong băng chuyển thẳng thành EVM — nên phép đo tham số S của chuỗi cáp và đồ gá phải làm trước, không phải sau khi EVM đã hỏng.
Cây quyết định: băng thử FR3 tối thiểu cho từng nhóm bài toán
- Chỉ đo phổ và phát xạ giả: ưu tiên dải động và DANL; băng thông phân tích vừa phải là đủ.
- Đo điều chế, EVM của máy phát FR3: băng thông phân tích đã hiệu chỉnh là chỉ tiêu ràng buộc; cần thêm nguồn phát vector có băng thông điều chế tương xứng.
- Đặc tính hoá linh kiện ở 7–24 GHz: bài toán thuộc về máy phân tích mạng, không phải máy phân tích phổ.
- Chưa chốt băng tần triển khai: chọn thiết bị phủ liên tục toàn dải 7–24 GHz thay vì mua theo băng con, vì kết quả WRC-27 còn ở phía trước.
Chọn thiết bị Keysight cho đo kiểm dải FR3
Ba lớp thiết bị dưới đây phủ trọn ba vai trong một băng thử FR3, và Techmaster Electronics phân phối chính hãng tại Việt Nam.
Phân tích tín hiệu. Máy phân tích tín hiệu UXA Keysight N9042B có tới 4 GHz băng thông phân tích đã hiệu chỉnh — biên rất rộng so với sức ép băng thông của sóng mang FR3 — cùng nhiễu pha −135 dBc/Hz tại 1 GHz với độ lệch 10 kHz và DANL −168 dBm tại 1 GHz. Dải tần của máy phủ trọn 7,125–24,25 GHz nên không cần chia băng con.
Tạo tín hiệu kích thích. Máy phát tín hiệu vector VXG Keysight M9384B phủ 1 MHz tới 44 GHz với hai kênh và băng thông điều chế 2 GHz, nhiễu pha −137 dBc/Hz tại 1 GHz với độ lệch 20 kHz. Lưu ý về cấu hình: M9384B là máy để bàn; bản khung PXIe tương ứng là M9383B — hai mã này hay bị hoán đổi khi lập dự toán.
Đặc tính hoá linh kiện. Máy phân tích mạng PNA-X Keysight N5247B phủ 900 Hz tới 67 GHz, có bản 2 cổng và 4 cổng, hai nguồn nội kèm bộ cộng tín hiệu, đo được tham số S, hệ số tạp âm, đo xung và đặc tính phi tuyến. Đây là thiết bị làm phần việc “đo chuỗi trước khi đo tín hiệu” đã nói ở trên.
Nếu bài toán của bạn nằm ở phía thiết bị đầu cuối thay vì phía linh kiện, quy trình đo độ nhạy thu trong bài đo độ nhạy thu REFSENS của thiết bị 5G NR theo 3GPP TS 38.101-1 dùng lại được gần như nguyên vẹn khi chuyển lên FR3. Còn nếu bạn đang cân nhắc cả vùng trên 24 GHz, bài đo kiểm 6G ở dải sub-THz mô tả nhóm thách thức hoàn toàn khác.
Kết luận
FR3 không phải là “FR1 kéo dài” cũng không phải “FR2 hạ xuống”. Nó là vùng mà phương pháp đo dẫn vẫn dùng được nhưng ngân sách tổn hao, nhiễu pha và băng thông phân tích đều siết lại cùng lúc. Với việc WRC-27 sẽ chốt phần nào của 7 125–8 400 MHz và 14,8–15,35 GHz trở thành IMT, khoảng thời gian từ nay tới đó là cửa sổ hợp lý để dựng năng lực đo — chọn thiết bị phủ liên tục toàn dải thay vì cược vào một băng con cụ thể.
Một điểm cuối cùng thường bị xem nhẹ: mọi con số EVM, công suất và phát xạ giả ở 7–24 GHz chỉ có giá trị pháp lý khi thiết bị đo còn trong hạn hiệu chuẩn. Ở dải tần này sai số hệ thống lớn hơn hẳn băng dưới 6 GHz, nên chu kỳ hiệu chuẩn không còn là thủ tục hình thức. Techmaster Electronics cung cấp dịch vụ hiệu chuẩn theo ISO/IEC 17025 cho máy phân tích tín hiệu, máy phát và máy phân tích mạng — liên hệ hotline 0908 173 345 để được tư vấn cấu hình băng thử FR3 và lịch hiệu chuẩn phù hợp.
