Сигнал мобильного телефона
Сигнал мобильного телефона (исп. señal de teléfono móvil; также известен как приём и сервис) — это уровень сигнала, измеряемого в дБм, который мобильный телефон получает от сотовой сети (по нисходящему каналу). Сила этого сигнала варьируется в зависимости от различных факторов: расстояния до ближайшей базовой станции, наличия препятствий (здания, деревья и др.), особенностей местности и погодных условий. Большинство мобильных устройств используют набор вертикальных полосок разной высоты для индикации приблизительной силы этого сигнала; обычно применяется пять полос.
Как правило, сильный сигнал мобильного телефона чаще встречается в городских районах, хотя даже здесь могут существовать так называемые «мёртвые зоны», где приём невозможен. Сигналы сотовой связи спроектированы так, чтобы противостоять мультипутевой передаче, часто возникающей при экранировании прямого луча крупными объектами, например, высотными зданиями. В сельской или слабо заселённой местности сигнал часто отсутствует или очень слаб. Операторы мобильной связи стремятся размещать башни связи там, где ожидается массовая посещаемость, например, вдоль крупных трасс. Даже в некоторых национальных парках и популярных туристических местах вдали от городов уже есть приём мобильных телефонов, хотя установка башен в таких районах обычно запрещена или строго регламентируется и может быть затруднительна.
В районах с традиционно хорошим уровнем сигнала на качество приёма могут повлиять дополнительные факторы или привести к его полной потере (см. интерфереция РЧ). Внутри зданий с толстыми стенами или металлическими конструкциями (или с плотной арматурой в бетоне) сигнал сильно ослабляется. Подземные помещения, например, туннели и станции метро, будут без сигнала, если только туда не выведены антенны. Также возможны зоны, где контуры покрытия отдельных базовых станций (башен оператора и/или его партнёров по роуминг) не перекрываются полностью.
Метеоусловия также могут влиять на силу сигнала из-за изменений радиоволновой передачи: облачность (особенно плотные грозовые облака, вызывающие отражение сигнала), осадки, температурные инверсии. Такое явление, свойственное и другим радиодиапазонам (УКВ, FM-радио), может приводить к аномалиям приёма, например, когда житель Сан-Диего подключается к башне на мексиканской стороне границы или абонент из Детройт — к канадской станции в Виндзоре. Это способно привести к начислению платы за «международный» роуминг, даже находясь в своей стране; однако операторы связи могут настроить системы биллинга так, чтобы такие случаи автоматически считались внутренним использованием, если известно, что определённый зарубежный участок часто вызывает подобные проблемы.
Большая нагрузка на сеть также может привести к блокировкам или обрывам вызовов, например, при стихийных бедствиях или массовых событиях, когда перегружаются доступные радиоканалы в регионе или количество телефонных линий до коммутируемая телефонная сеть.
Мёртвые зоны
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).
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.
Сбои соединения
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.
Для уменьшения числа пропущенных вызовов и попадания в мёртвые зоны разработаны различные усилители сигналов: беспроводные блоки и антенны, а также ретрансляторы[1].
ASU
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[2] 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[2] 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[3]. Приложения вроде Network Signal Info[4] 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; официальное определение разработчиками Google не уточнялось.
Примечания
