Từ bài toán tối ưu cho 4G
Còn nhớ tháng 8/2020, khi Cục Viễn thông – Bộ Thông tin và Truyền thông công bố kết quả đo kiểm chất lượng 4G tại Hà Nội, Hải Phòng, Hải Dương và Hưng Yên, Viettel đã trở thành đơn vị cung cấp mạng 4G tốt nhất. Trong 5 tiêu chí đánh giá, các chỉ số của nhà mạng này đều tốt hơn so với với quy chuẩn và nhanh vượt trội về tốc độ tải dữ liệu. Cụ thể, ở hai tiêu chí quan trọng nhất thể hiện chất lượng mạng thì tốc độ tải dữ liệu xuống trung bình ở Hà Nội, Hải Phòng đạt hơn 70 Mbit/giây và lên tới hơn 90 Mbit/giây ở Hải Dương, Hưng Yên và tốc độ tải dữ liệu lên trung bình ở các địa phương này đạt 30 - 35 Mbit/giây. Thành tích này có được là nhờ Viettel đã làm chủ “Phương pháp hiệu chỉnh và điều khiển công suất tuyến thu thích ứng theo môi trường truyền dẫn trong hệ thống trạm thu phát gốc vô tuyến”.
Thực tế khi bắt đầu chính thức cung cấp mạng 4G vào năm 2017, sản phẩm eNodeB – hệ thống trạm thu phát gốc vô tuyến - do Tổng Công ty Công nghiệp Công nghệ cao Viettel (VHT) sản xuất đưa ra phục vụ mạng lưới tại thời điểm đó, các chỉ số KPI về vô tuyến bị đánh giá kém, đặc biệt là khu vực cao tải, các thiết bị không truy cập 4G không đồng đều, dẫn đến có nhiều phản ánh.
Được giao nhiệm vụ tối ưu, nhóm của anh Nguyễn Trung Tiến - Trung tâm Nghiên cứu thiết bị Vô tuyến băng rộng (VHT) xác định nguyên nhân chủ yếu do chưa có phương pháp hiệu chỉnh và điều khiển công suất tuyến thu thích ứng với môi trường truyền dẫn trong hệ thống. “Đây là bài toán xuyên suốt trong toàn trình tối ưu và cũng là một trong bí mật công nghệ lớn mà các Vendor nắm giữ cũng như triển khai khác biệt” – anh Tiến giải thích thêm.
Một tháng sau khi triển khai, anh Nguyễn Trung Tiến tìm ra 4 công thức thuật toán đóng vai trò then chốt trong việc tối ưu eNodeB. Nhờ đó, các kỹ sư của Viettel đã tìm ra được lời giải cho câu hỏi trạm BTS đáp ứng theo yêu cầu của các thiết bị sử dụng mạng như thế nào, qua đó mạnh dạn thử nghiệm mô phỏng hiệu chỉnh trên 200 mẫu bao phủ. Nếu không có được đáp số này, BTS và thiết bị sẽ không thể liên kết được với nhau. Tuy nhiên, đến khi thử nghiệm thực tế, mọi việc là thất bại. Nguyên nhân chính là việc tối ưu đáp ứng tốt trong mô phỏng nhưng trên thực tế lại không đem đến kết nối liền mạch. Anh Nguyễn Trung Tiến và cộng sự lập tức được truy tìm bằng nhiều cách như trực tiếp xuống các vị trí địa hình, quan trắc tính toán lại bộ tham số nội suy trong công thức mô phỏng để sửa đổi lại. Anh chia sẻ: “Những đo đạc thực tế giúp chúng tôi nhận ra, công thức ban đầu chỉ đúng trên mô phỏng do chưa tính toán đến những ảnh hưởng từ bên ngoài môi trường và ngay cả trạng thái của các thiết bị thu sóng cũng không giống như mô phỏng. Vì thế khi đưa thuật toán vào thực tế đã cho kết quả không tốt”.
Với cả nhóm nghiên cứu, đó là những ngày áp lực giống như trạng thái “to be or not to be” bởi nếu không sớm tìm ra phương án, trạm thiết bị của VHT có nguy cơ bị nhổ khỏi mạng lưới và không được sản xuất các lô tiếp theo. Họ chỉ thực sự thở phào nhẹ nhõm khi kết quả thử nghiệm 10 trạm ở quận Hai Bà Trưng (Hà Nội) và 200 trạm ở Hà Nam đạt chất lượng tốt trong 3 tháng liên tục.
Chứng minh năng lực tại Mỹ
Sản phẩm của Viettel có nhiều nét khác biệt so với những sản phẩm tương tự của các hãng viễn thông lớn trên thế giới. Anh Tiến giải thích kỹ hơn: “Các giải pháp của Nokia, Errison, Huawei đều sử dụng phương pháp điều khiển công suất dựa trên báo cáo chất lượng của tuyến thu. Gần đây, Nokia bổ sung thêm phương pháp đo đạc tổng công suất thu của dữ liệu thông qua chỉ số cường độ tín hiệu thu để tăng độ tin cậy khi điều khiển dữ liệu của từng UE cho phần điều khiển khép kín (Close-loop), giảm bớt sai số khi tăng hoặc giảm công suất dự kiến với công suất thực tế. Tuy nhiên, các giải pháp nêu trên đều gặp vấn đề khởi tạo công suất ban đầu giống nhau với các loại địa hình, môi trường khác nhau, việc này dẫn tới khả năng điều khiển không thể đáp ứng kịp thời. Các thiết bị phát công suất lớn hoặc chất lượng tín hiệu thu kém gây ảnh hưởng tới kết quả giải mã tín hiệu tuyến thu, do quá trình khởi tạo bắt đầu không thể có được sự can thiệp điều chỉnh khép kín theo chuẩn đề xuất của 3GPP”. Trong khi đó, hệ thống của Viettel được thiết lập theo phương pháp của sáng chế có khả năng hiệu chỉnh và điều khiển công suất tuyến thu, đem lại hiệu quả tối ưu khi tương thích với từng loại môi trường truyền dẫn, khắc phục được nhược điểm biến thiên chậm với kiểu điều khiển cũ. Điều này được xem là một trong những bí mật công nghệ lớn mà các nhà cung cấp đang nắm giữ khiến cho trên thế giới thực tế chỉ có khoảng 20 nhà cung cấp có thể làm điều được.
Với những lợi thế đó, VHT đã có thể bước chân vào vào nhóm các nhà cung cấp có khả năng tự tối ưu mạng lưới triển khai do thiết bị mình sản xuất ra.
Họ nộp hồ sơ xin cấp bằng sáng chế tới Cục Sở hữu trí tuệ (Bộ Khoa học và Công nghệ). Việc được Cục Sở hữu trí tuệ chấp nhận đơn vào năm 2018 đem lại tự tin để Viettel quyết định đăng ký bảo hộ sang chế ở Mỹ - “một hành trình dài, khó khăn và tốn kém” như cách anh Nguyễn Trung Tiến mô tả. Thực tế, khi thẩm định đơn đăng ký bảo hộ bằng độc quyền sáng chế, các thẩm định viên ở Việt Nam đã có quá trình tra cứu, tham chiếu kỹ càng các sáng chế cùng lĩnh vực này không chỉ ở Việt Nam và trên thế giới để đảm bảo sự khác biệt của giải pháp này là trên toàn thế giới.
“Ngày 18/11/2020, chúng tôi nhận thông báo, đơn đăng ký sáng chế số 16/579,029 đáp ứng được các điều kiện bảo hộ độc quyền từ USPTO (Cơ quan Sáng chế và Nhãn hiệu Hoa Kỳ), cảm xúc vỡ oà xen lẫn phấn khởi tự hào. Chỉ khoảng hơn 10 ngày sau, tin vui khác tiếp tục đến khi Cục Sở hữu trí tuệ thông báo, phương pháp này được cấp bằng bảo hộ độc quyền sáng chế số 1-0026272” – anh Tiến tiết lộ. Xuất phát từ một quốc gia không phải cường quốc công nghệ, việc có thể bảo hộ sáng chế ở Mỹ, nhất là trong lĩnh vực này, nghĩa là họ phải cạnh tranh sòng phẳng về trí tuệ, thậm chí là chạy đua về thời gian với những công ty lớn đầu tư rất mạnh trong lĩnh vực này như LG, Samsung, Huawei…
Đặc biệt để bảo hộ tại Mỹ, sáng chế này của Viettel đã trải qua rất nhiều vòng xác minh với kho tìm kiếm và tham chiếu lớn. Thậm chí cùng với công ty luật đại diện, các kỹ sư phải liên tục trao đổi, thậm chí là gọi điện thoại face to face với thẩm định viên của Cơ quan Sáng chế và Nhãn hiệu Mỹ USPTO để làm rõ từng chi tiết trong công thức và phương pháp nêu trong sáng chế. Không chỉ vậy, họ còn phải đưa ra được những văn bản chứng minh hiệu quả triển khai thực tế và so sánh với các patent có nội dung tương đương để làm rõ tính mới và tính sáng tạo.
Quan trọng hơn, những kinh nghiệm và nền tảng có được trong phương pháp này đã góp phần giúp Viettel chỉ mất 6 tháng để phát triển mạng 5G – so với thời gian 4-5 năm để phát triển mạng 4G trước đó. Anh Tiến giải thích kỹ hơn: “Các giao thức để phát triển đều tuân theo tiêu chuẩn của của Dự án đối tác thế hệ thứ 3 3GPP, nhờ vậy khi phát triển mạng 5G, với kinh nghiệm có được, chúng tôi nhanh chóng tìm ra và cô lập các lỗi để xử lý. Sự thay đổi lớn nhất của 5G là tăng dung lượng băng thông, vì thế, một số thuật toán đã được phát triển trên nền tảng 4G mà không mất thòi gian tìm mới”.
Với sáng chế này, Viettel không chỉ chứng minh được khả năng làm chủ công nghệ tiên tiến trên thế giới mà còn có cơ hội khai thác tạo ra giá trị kinh tế tại Việt Nam và 11 thị trường mà doanh nghiệp này đang khai thác.