Сигнал мобильного телефона

Места, где мобильные телефоны не могут связаться с ближайшей базовой станцией или ретранслятором, называют мёртвыми зонами. В таких точках телефон находится в состоянии потери связи. Обычно это области, где сервис недоступен из-за того, что сигнал между телефоном и антенной блокируется или очень сильно ослаблен — как правило, горным рельефом, плотной растительностью или значительным удалением.

Мёртвые зоны могут существовать и при формально заявленном покрытии со стороны оператора по архитектурным причинам (размещение антенн), из-за низкой плотности сети, взаимных помех между станциями, топографии местности. Мобильные телефоны используют радио, которое подвержено затуханию (особенно на высоких частотах), поэтому их работоспособность зависит от физических условий. Крупные здания, рельеф, деревья и другие объекты между телефоном и базовой станцией могут прервать связь. Операторы постоянно совершенствуют свои сети для минимизации потери связи, сбоев доступа и мёртвых зон (или, как они их называют, «дырок покрытия», «зон без сервиса»). Для виртуальных операторов мобильной связи (MVNO) качество зависит только от сети хоста для конкретного телефона. Некоторые MVNO используют сразу несколько хостов, даже на разных технологиях (например, разные телефоны Tracfone работают через CDMA и 1xRTT у Verizon Wireless, или GSM и UMTS у AT&T Mobility).

Для автоматического обхода мёртвых зон применяются технологии Multi-IMSI и динамические профили eSIM. Они позволяют хранить на SIM-карте несколько сетевых идентификаторов, привязанных к разным операторам связи. При потере или ухудшении сигнала устройство автоматически переключается на лучшую доступную сеть без участия пользователя^[5].^[6]

Компактные ячейки — микросоты и пикосоты — могут покрывать мёртвые зоны без существенного влияния на крупную сеть. Домашние микросоты называют фемтосотами; их радиус действия сравним с беспроводным телефоном, однако не все MVNO поддерживают работу с такими устройствами. Аналогичные системы могут применяться во внутренних вызовах (например, для подавления нелегального использования мобильников в тюрьмах), при этом вызывая звонки только определенным разрешённым лицам, не нарушая законодательства о глушении. Подобные комплексы нужно тщательно проектировать, чтобы избежать захвата вызовов от случайных проходящих мимо абонентов, иначе для них возникнет мёртвая зона.

В случае стихийных бедствий и временного исчезновения покрытия применяют мобильные базовые станции («база на колёсах») до восстановления инфраструктуры. Такие переносные системы также используются на массовых мероприятиях для увеличения ёмкости сети.

В России для устранения мёртвых зон принимаются законодательные меры. С 1 сентября 2026 года операторы с единственной базовой станцией в населённых пунктах до 1000 человек и на федеральных трассах обязаны бесплатно предоставлять национальный роуминг абонентам конкурентов^[7]. Кроме того, согласно решению Государственной комиссии по радиочастотам, крупнейшие сотовые операторы должны обеспечить покрытие связью в 150 населённых пунктах с населением от 1 тысячи человек до весны 2027 года^[8].

Ещё одним направлением устранения мёртвых зон является развитие технологии Direct-to-Cell (прямая связь между спутником и обычным смартфоном). Основными игроками в этой сфере выступают SpaceX (Starlink), Amazon (Kuiper), китайская Qianfan и российское «Бюро 1440». В России с марта 2026 года прямое подключение смартфонов к иностранным спутниковым сетям запрещено: по требованиям Минцифры весь сигнал должен проходить через наземные станции сопряжения с системами СОРМ и ТСПУ^[9].

Сбои соединения — распространённое явление, когда вызов на мобильном телефоне неожиданно обрывается во время разговора. В начале 1990-х такое происходило намного чаще, чем сегодня. Срабатывание обрыва вызова может стать следствием различных причин, в первую очередь — выхода абонента за пределы зоны покрытия, то есть потери устойчивой связи между мобильным телефоном и обслуживающей базовой станцией. После установления соединения оба участника должны находиться в пределах охвата сети своего провайдера — в противном случае вызов будет потерян. Не все башни мобильной связи принадлежат одной компании, и если вызов в процессе не может быть переведён на сеть другого оператора, связь прерывается.

Также обрыв возможно при попадании в область без покрытия, запредельно слабого или зашумлённого сигнала. Для сети это аналогично покиданию покрываемой территории.

Иногда сбои возникают в процессе передачи сигнала между сотами одной сети — это так называемый хендовер (handover). Причины могут быть в неравномерной распределённости трафика: если новая сота занята, она не может принять дополнительный вызов; либо в некорректной настройке сети, когда сота не знает о соседней ячейке для передачи вызова. Если телефон не найдёт подходящей альтернативной соты, вызов будет завершён.

Причинами обрывов могут быть синканальная интерференция и интерференция на смежных каналах, а также технические сбои передачи или неисправности трансиверов базовой станции.

Обрыв также случается, если мобильное устройство абонента с противоположной стороны разговора внезапно отключается из-за разрядки аккумулятора.

Редко вызывают помехи и сбои солнечные пятна или вспышки на солнце, однако крупные геомагнитные бури способны нарушить связь (исключение составляют спутниковые телефоны).

Частые ошибки соединения — одна из наиболее типичных жалоб абонентов мобильных операторов. Компании стараются решать проблему расширением зоны покрытия, увеличением ёмкости сети, а также предоставлением возмещения за отдельные сбои вызовов.

В современных мегаполисах частыми причинами обрывов связи также являются перегрузка ёмкости сети и влияние современных строительных материалов. Для решения проблемы слабого сигнала внутри зданий применяются распределённые антенные системы (DAS)^[10].

Для уменьшения числа пропущенных вызовов и попадания в мёртвые зоны разработаны различные усилители сигналов: беспроводные блоки и антенны, а также ретрансляторы (репитеры)^[11]. В России самостоятельная установка таких устройств пользователями запрещена и требует обязательной регистрации, так как неправильно настроенное оборудование может создавать помехи для базовых станций, что влечёт за собой административные штрафы^[12].

Единица произвольной силы (англ. ASU, Arbitrary Strength Unit) — это целое значение, пропорциональное уровню сигнала, получаемого мобильным телефоном. При помощи формул можно вычислить реальную мощность сигнала в дБм (а значит, и в ваттах), однако формулы различаются для сетей 2G, 3G и LTE.

• В сетях GSM значение ASU соответствует RSSI (индикатор приёма сигнала, см. TS 27.007^[13] подраздел 8.5):

dBm = 2 × ASU — 113, где ASU в диапазоне 0-31 и 99 (для неизвестного/неопределимого значения).

• В сетях UMTS ASU соотносится с уровнем RSCP (мощность сигнального кода приёма, см. TS 27.007^[13] подраздел 8.69 и TS 25.133, подраздел 9.1.1.3):

dBm = ASU — 116, где ASU в диапазоне от −5 до 91 и 255 (неизвестные/неопределимые значения).

• В сетях LTE ASU соответствует RSRP (мощность опорной пилот-сигнала, см. TS 36.133, подраздел 9.1.4): допустимые значения ASU — 0-97. Для диапазона 1-96:

(ASU — 141) ≤ dBm < (ASU — 140)

Значение 0 присваивается RSRP ниже −140 дБм, а 97 — RSRP выше −44 дБм.

Однако в устройствах Android может применяться «GSM-формула» и для UMTS^[14]. Приложения вроде Network Signal Info^[15] могут отображать силу сигнала в дБм и соответствующее значение ASU.

ASU не следует путать с Active Set Update («обновление активного множества») — сообщением сигнализации в процедурах передачи соединения стандартов UMTS и CDMA. На телефонах с Android аббревиатура ASU не имеет отношения к этим процедурам; в документации Google подтверждается связь ASU с мощностью сигнала, однако официальная расшифровка аббревиатуры по-прежнему не приводится^[16].

В 2026 году в России началось перераспределение радиочастотного спектра: сети 3G постепенно отключаются, в то время как сети 2G сохраняются для работы устройств интернета вещей (IoT). Для развития связи пятого поколения (5G) выделен диапазон 4,63–4,99 ГГц. Он имеет ряд технических особенностей: быстрое затухание радиосигнала и низкая проникающая способность сквозь препятствия. Из-за минимального радиуса действия базовых станций потребуется их плотное размещение. Коммерческая эксплуатация 5G в городах-миллионниках должна начаться не позднее конца 2027 года. Развёртывание сетей предусматривает обязательный поэтапный переход на отечественное оборудование: с 2027 года доля российских базовых станций должна увеличиваться и достичь 100 % к концу 2031 года.

Мощность излучения мобильного телефона обратно пропорциональна качеству принимаемого сигнала. При слабом приёме устройство работает на пределе мощности для поиска соединения, что приводит к увеличению уровня излучения^[17]. Согласно позиции Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) и Международной комиссии по защите от неионизирующих излучений (ICNIRP), нет научных доказательств того, что электромагнитные поля 5G несут угрозу для здоровья при соблюдении установленных стандартов^[18]. Исследования влияния миллиметровых волн на клетки человека показывают, что они не вызывают изменений в ДНК даже при значительном превышении допустимых норм излучения, поскольку энергии на этих частотах недостаточно для ионизирующего воздействия^[19].