Начало исследования
Для начала, хотела бы спросить читателей. Когда Вы в последний раз при покупке нового смартфона, задумывались о качестве связи, предоставляемым вашим смартфоном? Этот критерий как-нибудь влияет на выбор телефона или версию Android при покупке нового гаджета? Правильно- нет. Я тоже на это не смотрела, пока не столкнулась с очень интересной ситуацией, о которой сейчас расскажу.Итак. Все мы знаем, что существует достаточное количество стандартов как мобильных, так и локальных сетей. Самым распространенным стандартом локальных сетей является стандарт IEEE 802.11 (а, b, g, n и другие). У мобильных сетей- стандарт GSM-900 или GSM-1800 для Европы и Азии; GSM-850 и GSM-1900 для Африки и Америки. В этих стандартах используется показатель уровня принимаемого сигнала RSSI (received signal strength indicator ). Он измеряется приемником по логарифмической шкале в децибелах (dBm). Однако в большинстве смартфонов на платформе Android используется другая система показателя уровня принимаемого сигнала - ASU. Если смотреть на градацию ASU и привычную всем RSSI, то получаем следующее соответствие:
0-1 ASU
соответствует менее -110dBm RSSI
, то есть возможно даже отключение сигнала.
2-3 ASU
соответствует отрезку от -110 до -105 dBm RSSI
, то есть очень слабый сигнал, так сказать «на грани отключения».
4-5 ASU
соответствует отрезку от -105 до -95 dBm RSSI
, то есть слабый сигнал, так сказать «пограничная зона».
6-7 ASU
соответствует отрезку от -95 до -85 dBm RSSI
, то есть уверенная связь на улице и транспорте.
Более 13 ASU
соответствует нормальной связи в зданиях, то есть менее -75 dBm RSSI.
Однако, как оказалось, разные смартфоны по-разному определяют уровень сигнала в одном и том же помещении. Постараюсь сейчас это доказать.
Эксперимент и результаты
Итак. Вооружившись телефоном я походила по квартире и с помощью программ (GSM SIgnal Monitoring, Netmonitor и др., мне вот понравилась эта программа: www.kaibits-software.com/product_netwotksignaldonate.htm) измеряла сигнал в разных точках квартиры. (Большое спасибо разработчикам программ, которые сразу перевели получаемый сигнал в всем знакомую RSSI). Показываю на следующей картинке результаты моих замеров.Все результаты полученных данных в dBm. По полученным данным я постаралась сделать диаграмму покрытия, с обозначением точек проведения измерений.
Смартфон участвующий в исследовании: Alcatel onetouch idol 3, версия Android 5.0.
Все результаты полученных данных измеряются в dBm.
Смартфон участвующий в исследовании: Nexus 5, версия Android 6.0.
Проверка уровня сигнала проходила с помощью одной и той же программы.
Выводы
В типичном случае распространения мобильно сигнала в жилом районе (к примеру), на распространение сигнала влияет множество факторов. Например: земная поверхность в зоне прямой видимости антенн, городская застройка, подвижные объекты (машины, строительные краны), высота нахождения приёмника (мобильного телефона), лифтовые шахты или разводка розеток… (Какие же непостоянные, эти сигналы!)В итоге посмотрев на диаграмму покрытия, я поняла, что да: и лифтовые шахты, и разводка розеток повлияли на мои сигналы. Правда кроме этого, нет нигде базовых станций, что тоже негативно сказалось на уровне сигнала.
В ходе данного эксперимента было доказано, что разные смартфоны с разными версиями Android по-разному воспринимает уровень передаваемого сигнала в одних и тех же условиях. И хотя количество опытов, проведенных с Nexus 5, было меньше, чем с Idol 3, полученный результат подтверждает различный уровень приема сигнала.
Вспомогательные материалы
1. www.kaibits-software.com/product_netwotksignaldonate.htm - сеть Signal Info Pro, программа, с помощью которой измерялся уровень сигнала2. Современные технологии беспроводной связи. И. Шахнович
3. Теория электрической связи. Зюко А. Г.
4. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Скляр Б.
5. Радиотехнические цепи и сигналы. Баскаков С. И.
При выборе системы усиления крайне важно знать два параметра: поколение мобильной сети (2G, 3G или 4G), качество которой вы хотите улучшить, и частоту, на которой она функционирует.
Дело в том, что все основные компоненты систем усиления - антенны, репитеры, модемы и роутеры - создаются под определенные частотные диапазоны и очень редко поддерживают сразу все существующие в мире стандарты. Другими словами, вы можете приобрести комплект усиления «для 4G-интернета», но если в его составе будет антенна, рассчитанная на частотный диапазон, в котором не работает ваш оператор, деньги будут потрачены впустую.
Приведем пример. Чаще всего 4G-интернет предоставляется на частоте 2600 МГц, и большинство комплектов для усиления 4G рассчитаны именно на эту частоту. Тем не менее, все чаще отечественные операторы начинают использовать дополнительные частоты 1800 и 800 МГц. Если в вашем местоположении работает именно такая сеть, то комплект, рассчитанный на частоту 2600 МГц, будет бесполезен.
Итак, чтобы выбрать комплект, вам нужно знать, какие технологии вы хотите усилить и в каких частотных диапазонах они работают. Проще всего это сделать с помощью смартфона под управлением операционной системы Android или iOS (iPhone).
Определяем поколение сотовой сети
Определить поколение сотовой сети с помощью смартфона, как правило, очень легко. В большинстве современных операционных систем технология передачи данных указывается в строке состояния рядом с уровнем сотового сигнала. Технология может быть указана непосредственно (2G, 3G или 4G) или с помощью одной из аббревиатур. Чаще всего встречаются следующие обозначения:
- 2G, GPRS (G), EDGE (E) - традиционная технология 2G, на которой работает стандартная голосовая GSM-связь и медленный мобильный интернет;
- 3G, UMTS, HSDPA (H), HSPA+ (H+) - третье поколение сотовой связи, используемое для звонков и доступа к широкополосному мобильному интернету;
- 4G, LTE (L) - четвертое поколение сотовой связи, в данный момент используемое отечественными операторами только для доступа к высокоскоростному мобильному интернету.
Например, на смартфонах Xiaomi с двумя SIM-картами строка состояния выглядит следующим образом:
Как легко определить, первая SIM-карта оператора МТС в данный момент работает в режиме 4G, а вторая SIM-карта Tele2 - в 3G.
На каких частотах работают операторы в России
Казалось бы, узнав, какие стандарты связи доступны в вашем местоположении, можно приступать к выбору комплекта усиления. Тем не менее, есть одна существенная проблема: одна и та же технология связи может работать на разных частотах.
Каждый стандарт связи (2G, 3G и 4G) содержит множество подстандартов. Чтобы система усиления работала корректно и усиливала именно тот частотный диапазон, на котором работает ваш оператор, предварительно этот частотный диапазон нужно узнать.
В данный момент в России встречаются следующие стандарты сотовой связи:
|
Поколение |
Частотные диапазоны |
Название стандарта |
|
GSM-900, EGSM, GSM-E900 |
||
|
GSM-1800, DCS-1800 |
||
К сожалению, узнать, на какой частоте работает ваш оператор, уже не так легко. Разработчики операционных систем Android и iOS посчитали, что эта информация не пригодится обычным пользователям, и спрятали ее в специальное сервисное меню. Ниже мы расскажем, как вызвать скрытое меню и узнать частоту, используемую оператором. Но перед этим - еще один важный шаг!
Если ваш смартфон по умолчанию использует ту сеть, которую вы хотите усилить, дополнительных действий не требуется. Но бывают ситуации, когда вам необходимо определить частотный диапазон другой сети. Например, вы хотите узнать частоту 2G, а смартфон автоматически подключается к 3G. Другой пример: вам необходимо усилить голосовую связь, а ваш телефон подключен к 4G-сети, в которой доступен только мобильный интернет. Чтобы измерить нужный стандарт, принудительно переведите смартфон в соответствующий режим.
Для этого на устройствах Android перейдите в Настройки > Другие сети > Мобильные сети > Режим сети и выберите необходимый стандарт связи. В зависимости от модели смартфона и версии операционной системы путь к разделу Режим сети может незначительно отличаться.
Смартфоны Apple, к сожалению, не поддерживают ручное переключение режимов. Таким образом, пользователи iPhone могут определить частоту только того стандарта, в котором смартфон работает автоматически.
Как узнать частоту сотовой связи
Как мы уже сказали выше, чтобы получить информацию о частоте, на которой ваш смартфон подключен к базовой станции, необходимо зайти в специальное сервисное меню. На устройствах Android оно обычно называется Service Mode, на смартфонах Apple - Field Test. Чтобы вызвать соответствующий экран, достаточно набрать с телефона определенный номер.
Важно! В зависимости от модели устройства и версии операционной системы приведенные в этой статье инструкции могут не работать. В таком случае ввод кода ни к чему не приведет. Также на некоторых смартфонах меню может выглядеть иначе, а информация о сети находиться в одном из подменю. Возможно, вам придется поискать в подразделах меню прежде, чем вы найдете нужную страницу с информацией о мобильном соединении!
Перед тем, как производить тестирование частоты, отключите WiFi-соединение. В случае, если в вашем телефоне установлено две SIM-карты, рекомендуется извлечь ненужную карту и оставить только ту, которую необходимо протестировать. Так вы сможете избежать лишней путаницы и точно получите информацию о текущем соединении.
Как вызвать сервисное меню на Android
В зависимости от версии Android сервисное меню открывается с помощью одного из следующих кодов:
- *#0011#
- *#*#4636#*#*
- *#*#197328640#*#*
После ввода последнего символа скрытое меню должно открыться автоматически, нажимать кнопку вызова не нужно. На смартфонах Samsung вы сразу попадете на экран с информацией о состоянии сети. На устройствах других производителей может потребоваться перейти в подраздел «Информация о телефоне» или другой, содержащий сведения о мобильном подключении. К сожалению, на некоторых моделях Android-смартфонов данное меню может быть вовсе недоступно.
На смартфонах Samsung для получения информации о сети достаточно набрать номер *#0011#
Для получения информации о сети на смартфонах Xiaomi необходимо набрать номер *#*#4636#*#*, перейти в раздел «Информация о телефоне» и прокрутить страницу вниз. На устройствах с двумя SIM-картами разделов «Информация о телефоне» будет два.
Как видите, скрытое меню предоставляет очень много технических данных. Большая часть этой информации нам не понадобится, а на что именно следует обратить внимание, мы расскажем чуть ниже.
Как вызвать сервисное меню на iPhone
На смартфонах Apple сервисное меню вызывается аналогичным образом, но с помощью другого кода. После ввода необходимо нажать кнопку вызова:
- *3001#12345#*
Чтобы получить информацию о сотовом подключении, вам потребуется найти нужный пункт подменю. В зависимости от текущего стандарта связи пройдите:
- для 2G: GSM Cell Environment > GSM Cell Info > Neighboring Cells > 0
- для 3G: UMTS Cell Environment > Neighbor Cells > UMTS Set > 0
- для 4G: Serving Cell Info
Определяем частоту 2G-сети (GSM)
Для определения частоты, на которой функционирует GSM-сеть, используется специальный радиочастотный номер канала - ARFCN. По сути, это идентификатор, указывающий, в каком радиочастотном диапазоне сейчас работает ваш смартфон. На странице сервисного меню идентификатор обычно указывается после обозначения ARFCN , RX , Rx Ch , Freq , BCCH или другой схожей аббревиатуры.
Реже смартфоны в режиме 2G показывают сразу название стандарта (например, GSM-900) или рабочую частоту. Если ваш смартфон отобразил название стандарта в готовом виде, считайте, что вам повезло. В противном случае определите, к какому стандарту относится указанный ARFCN, с помощью нижеприведенной таблицы.
|
2G-стандарт |
Частотный диапазон |
|
|
0–124 |
||
Например, так выглядит определение частоты GSM на смартфонах Samsung (слева) и iPhone (справа):
Если смартфон показывает несколько значений ARFCN, перечисленных столбиком, то активная сеть, как правило, первая в списке.
Определяем частоту 3G-сети
Аналогичным образом дело обстоит с определением частоты в 3G-сетях. Здесь идентификатор канала называется по-другому - UARFCN. В отличие от 2G-сетей, значений UARFCN может быть указано два: одно, позволяющее определить канал приема данных (DL), и другое, указывающее на канал отправки (UL). Также может быть указано название стандарта или его специальный порядковый номер - так называемый «бэнд» (от англ. band).
|
3G-стандарт |
Частотный диапазон |
|||
Таким образом, в сервисном меню вы можете обнаружить либо значение UARFCN, либо порядковый номер «бэнда»: например, Band 1. UARFCN обычно указывается после таких аббревиатур, как RX , CH DL и других. На iPhone идентификатор частоты 3G называется Downlink Frequency или dl_freq .
Если смартфон показывает несколько значений UARFCN, перечисленных столбиком, то активная сеть, как правило, первая в списке.
Приведем пример определения UARFCN на современных смартфонах Xiaomi (слева) и Samsung (справа). В данном случае используется частота 2100 МГц:
Определяем частоту 4G-сети
Аналогичным образом дело обстоит и с 4G-сетями. Здесь может быть указан «бэнд» или идентификатор канала - EARFCN. На iPhone определить частоту 4G проще всего по «бэнду», указанному в пункте Freq Band Indicator или freq_band_ind. Если смартфон показывает несколько значений EARFCN, перечисленных столбиком, то активная сеть, как правило, первая в списке.
|
4G-стандарт |
Частотный диапазон |
|||
Обратите внимание, что в последнем приведенном стандарте не указаны различные значения EARFCN для отправки и приема. Это вовсе не случайно. Дело в том, что в стандарте LTE Band 38 прием и передача данных происходит в одном и том же частотном диапазоне, но попеременно (технология TDD). Для усиления этого стандарта может потребоваться специальный репитер.
Ниже показан пример определения EARFCN на смартфонах Xiaomi (слева) и последних версиях iPhone (справа).
На устройствах Android определить частоту 4G можно и проще, воспользовавшись бесплатным приложением CellMapper . CellMapper отображает информацию о сотовой сети, в том числе текущий «бэнд». К сожалению, с его помощью нельзя определить частоту 2G- или 3G-сети.
Всегда определяйте частоту в той точке, в которой планируете устанавливать внешнюю антенну системы усиления. Если оператор использует несколько частотных диапазонов одновременно, смартфон может на улице использовать один стандарт, а в помещении - другой. Связано это с тем, что более низкие частоты проникают в помещения лучше и, как правило, именно им электронные устройства отдают предпочтение.
Например, если ваш оператор предоставляет 4G-интернет одновременно в частотных диапазонах 800 и 2600 МГц, то внутри помещения смартфон может выбрать более медленный стандарт LTE800, а на улице переключиться на более быстрый LTE2600.
Кроме того, следует учитывать, что одновременное использование двух 4G-диапазонов открывает перед оператором возможность агрегации частот. Агрегация - функция сетей LTE-Advanced, при которой абонентские устройства используют несколько частотных диапазонов для достижения максимальной скорости. Сегодня эта технология лишь начинает внедряться операторами сотовой связи, но в обозримом будущем она может существенно повысить производительность мобильного интернета.
Если вы определили, что в вашем местоположении оператор связи работает одновременно в двух «бэндах», имеет смысл задуматься о приобретении двухдиапазонной системы усиления.
Основное назначение 3G/ 4G антенны - увеличить уровень сигнала, уменьшить помехи, в том числе от вышек других операторов, что в свою очередь приводит к увеличению скорости беспроводного Интернета. Исходя из того на сколько нужно увеличить уровень сигнала покупается та или иная антенна. В этой статье я хотел бы более детально остановиться на том Как узнать/ измерить уровень сигнала 3G или 4G . Существует несколько способов это сделать:
Узнать уровень сигнала 3G/ 4G на модеме.
Информацию о уровне сигнала можно получить практически на любом 3G/ 4G модеме. Для этого достаточно покопаться в его настройках и найти пункт "Уровень сигнала" или "RSSI". Ниже пример где можно узнать уровень сигнала в 3G модеме Билайн. Подключите 3G/ 4G модем к компьютеру/ ноутбуку, запустите программу для работы модема, зайдите в меню "Настройки" выберите пункт "Информация о модеме", в нем вы увидите строку "Уровень сигнала".
В модемах Мегафона, запустите программу "Мегафон | модем" нажмите кнопку "Справка" - "Диагностика".
Откройте меню "Состояние сети". В ней вы увидите уровень сигнала модема (RSSI).
Измерить уровень сигнала 3G/ 4G модема с помощью сторонних программ.
Измерить уровень сигнала 3G/ 4G модема можно так же сторонними программами, например Mobile Data Monitoring Aplication (MDMA).
Внимание!!! для работы программы Mobile Data Monitoring Aplication (MDMA) нужно закрыть родную программу 3G/ 4G модема.
Вы должны увидеть такую картину, где в сроке RSSI будет указан уровень сигнала.
Если программа отработала не корректно, посмотрите в диспетчере задач , какой порт использует ваш 3G/ 4G модем.
Затем создайте ярлык программы.
В свойствах ярлыка укажите COM порт который использует модем.
Теперь можете запускать ярлык программы.
Минус этой программы в том, что она подходит для большинства 3G модемов, но не 4G.
Узнать уровень сигнала 3G/ 4G с помощью планшета/ смартфона.
Измерить уровень сигнала можно и на смартфоне/ планшете, вот как это сделать на гаджетах с операционной системой Андроид.
Зайдите в Play Market.
С помощью поиска найдите программу "Network signal Info" и установите ее.
Откройте ее после установки, выберите меню "Мобильный" и на графике или в строке "Уровень сигнала" вы можете увидеть значения уровня сигнала.
Таким образом можно без труда узнать качество сигнала 3G/ 4G (LTE).
Вывод.
Все ниже описанное не только теория, но и подкреплено на практике, установкой 3G/ 4G антенн, а так же основано на отзывах покупателей.
После того как вы определили уровень сигнала 3G/ 4G предлагаю отнести его в соответствующую группу:
1 группа, от -50 dBm до -60 dBm - отличный уровень сигнала;
2 группа, от -60 dBm до -70 dBm - хороший уровень сигнала;
3 группа, от -70 dBm до -80 dBm - средний уровень сигнала;
4 группа, от -80 dBm до - 90 dBm - плохой уровень сигнала;
5 группа, от -90 dBm до - 100 dBm и меньше - отвратительный уровень сигнала.
Если ваш результат попал в первую группу, то 3G/ 4G антенна вам не нужна, поскольку существенного увеличения скорости Интернета не произойдет. Если ваш уровень сигнала во второй или третьей группе вам достаточно приобрести самую простую "слабую" антенну, для 3G это - . Если результат измерений попадает в предпоследнюю или последнюю группу, вам необходимо приобрести антенну с высоким коэффициентом усиления для 3G это будет - , для 4G - .
Если у вас вообще не ловит сигнал 3G, но вы знаете, что вышка оператора находится до 30 км. от вас, вам поможет , с его помощью вы сможете "поймать" сигнал 3G и у вас появится возможность пользоваться высокоскоростным Интернетом.
Если вы не можете "поймать" 4G сигнал, но знаете, что вышка оператора находится на расстоянии до 5 км. (возможно и больше, не приходилось сталкиваться) от вас, вы можете приобрести , который позволит усилить сигнал, подключиться к долгожданному 4G (LTE) и наслаждаться Интернетом.
Современный человек активно пользуется преимуществами мобильной связи и Интернета. Мы привыкли оставаться на связи круглосуточно и с трудом обходимся без мобильника под рукой. Однако до сих пор даже в центре Москвы остаются так называемые «слепые зоны» федеральных операторов. Причины их существования многообразны: от банальных механических преград на пути сигнала в виде мощных перекрытий и зеркал до пиковой загрузки базовых станций.
Усилением сигнала сотовой связи занимаются профильные организации. Специалисты компании , чей основной профиль – усиление связи, дали несколько советов по самостоятельному замеру уровня сотового сигнала с помощью iPhone для дальнейшего улучшения качества связи.
Проведя ряд несложных действий со смартфоном, можно получить данные о мощности сигнала, который поступает от базовой станции, а также узнать, какой диапазон частот в вашей местности использует данный оператор.
Потребуется произвести не менее 8-10 измерений, так как, во-первых, результаты измерений будут незначительно меняться во времени и разных точках пространства (это динамическая величина), поэтому необходимо сделать несколько замеров и рассчитать среднее значение. Во-вторых, замеряется сигнал только по оператору, SIM-карта которого в данный момент установлена в слот. Чтобы оценить ситуации по Мегафону, Билайну, МТС и Теле2 комплексно, нужно будет последовательно устанавливать сим-карты данных операторов и повторять алгоритм.
И, в-третьих, замер необходимо произвести по каждому диапазону частот в отдельности, поэтому в настройках вашего телефона перед выбором диапазона потребуется установить соответствующий параметр мобильной сети:
«Настройки» > «Сотовая связь» > «Параметры данных» > «Голос и данные».
Таким образом для полноценного анализа качества мобильной связи необходимо записать в виде таблицы 12 показаний (Билайн, Мегафон, МТС и Теле2 в каждом из 3-х режимов).
Как проводить изменения
А теперь переходим непосредственно к измерению. Для того, чтобы зафиксировать показания, потребуется запустить сервисное меню устройства и проделать несколько несложных переходов. Для начала в режиме набора номера наберите код *3001#12345#*, далее «Вызов».
После этого откроется сервисный режим Field Test.
В левом вернем углу Значок «E» означает, что телефон в режиме 2G, число в углу экрана – это уровень сигнала GSM.
Пройдем последовательно в следующие пункты GSM Cell Environment > GSM Cell Info > Neighboring Cells
Нажмите 0 (Активный канал)
Число « -…» – это уровень сигнала Активного канала GSM в дБ (децибелах)
ARFCN - Номер активного канала.
В левом вернем углу Значок «3G» означает, что телефон в режиме 3G,
Число в углу экрана. – это уровень сигнала 3G.
Нажмите 0 (Активный канал)
Теперь в верхнем углу число - это уровень сигнала Активного канала 3G.
Downlink Frequency - Номер активного канала.
То есть, как вы догадались, сигнал 3G может проходить как по 900-й, так и по 2100-й частоте.
Вы можете убедиться, что режим LTE активен (надпись «4G» над значком передачи данных, если этот диапазон вообще доступен на данном участке)
Телефон отображает информацию:
- Номер полосы частот (Band)
- Уровень сигнала (RSCP)
На изображении в качестве примера зафиксированы показания: Номер полосы частот Band 7, уровень сигнала -78 дБ.
- Band 3 (1800 МГц)
- Band 7 (2600 МГц)
- Band 20 (800 МГц)
- Band 38 (2600 МГц)
*Параметры сети динамические и могут меняться во времени. Для точности измерений следует записывать несколько значений уровня сигнала 4G LTE
Расшифровка результатов замера
В заключение понадобится расшифровка результатов замера сотового сигнала на iPhone. Относительно численных значений можно сделать выводы и на обывательском уровне. Хороший уверенный приём без помех и прерываний достигается, если полученные результаты численно больше -80…-85 дБ.
То есть, например, «-65 дБ» – это очень хороший сигнал, а «-98 дБ» для GSM сигнала означает практически полное отсутствие. По крайней мере дискомфорт при общении по телефону уже будет ощутим.
Впрочем, если ваш iPhone выдает хороший сигнал по 2G, то не спешите делать позитивные выводы. Дело в том, что современные смартфоны, поддерживающие режим 3G, обычно поддерживают протокол автоматического переключения на более высокую частоту, в случае её обнаружения. При этом смартфон не всегда разумно оценивает силу заходящего сигнала. В результате этого голосовая связь может переключиться на слабый 3G сигнал даже в процессе разговора по мобильнику. И вот вы опять плохо слышите собеседника.
Поэтому важно убедиться, что 3G сигнал либо полностью отсутствует и не улавливается смартфоном, либо обеспечен на хорошем уровне.
Один приятель спрашивает у другого:
- А почему вот тот, разговаривающий по сотовому человек,
постоянно приседает и снова встает?
- Он волну ловит или снайперов боится.
Анекдот на злобу дня (с)
Введение
Каждому хочется, что бы его сотовый телефон был действительно мобильным. Приятно, если твой аппарат достойно принимает сигнал в любом месте и говорить ты можешь без цифровых захлебываний и прерываний. В конце концов, мобильная связь должна давать такую свободу. Большинство цивилизованных стран имеют 100% покрытие. Это значит, что в любой точке страны вы можете принимать и совершать вызовы. Это своеобразный супремум связи. Для России такая возможность не видна пока даже на горизонте. Земли у нас так много, а людей так мало, что покрывать связью каждый куст оказывается экономически нецелесообразно. Вот и приходится операторам думать, где и как ставить очередную базовую станцию. Разумеется, вероятность того, что оборудование появится в тайге, значительно меньше, чем около крупной автомобильной или железнодорожной дороги. В результате не последним аргументом при покупке сотового телефона становится чувствительность и мощность его принимающего и передающего контуров. Вспоминается заря развития сотовой связи, когда качественные трубки действительно давали мобильность своим пользователям, а обладатели упрощённых решений испытывали проблемы. Сейчас крупные города покрыты очень хорошо, но все равно на память приходят моменты, когда ваш собеседник просит вас подойти к окну или найти место, где связь лучше. Радует одно – с каждым годом количество базовых станций непрерывно растет и территория охвата увеличивается. Процесс этот необратим. Некоторое время назад я посетил удаленный район Тверской области. Там мы столкнулись с ситуацией, когда "навороченные" сотовые телефоны отказывались работать. Сеть то появлялась, то исчезала. Среди нас был счастливый обладатель раритета Siemens S35. Он говорил с любого места. Это явным образом свидетельствовало в пользу того, что все трубки разные и раньше умели делать настоящие боевые мобильники. Все трубки используют различную аппаратную базу и соответственно, качество связи в экстремальных условиях (по низкому уровню сигнала) обеспечивают разное. Время прошло, а тот случай из памяти не дает спокойно спать. Я дал себе зарок следующий сотовый аппарат покупать только при условии, что он будет гарантировать мне качественный прием. Время прошло, а новый мобильник так и не куплен. Сегодняшний материал должен приблизить нас к пониманию проблемы «чувствительности» сотового телефона. Его прочтение не гарантирует вам бесперебойной связи, но разложит по полочкам все технические аспекты, которые напрямую связаны с приемником и передатчиком вашей трубки. Так же вы узнаете, как не попасться на крючок жуликов.Немного теории
Итак, чтобы перейти к предметному разговору на сегодняшнюю тему, нужно разобраться с константами. Для начала, все ниже написанное применимо для GSM связи. Так как большинство российских пользователей выбирают именно этот стандарт, то мы берем на себя ответственность писать именно для них. Однако при должном уме и недюжинной смекалке вы можете провести аналогии для всех других видов мобильной связи. Где-то высказанное нами будет работать практически без метаморфоз, а иногда придется сойти с протоптанной тропки известного решения. В конце концов ноги растут из одного места. В данном случае из мобильного телефона. Теперь можно смело переходить к базовым теоретическим выкладкам. Любой мобильный телефон имеет в себе передатчик и приемник. Поэтому разговоры в чистом виде о чувствительности сотового телефона в некотором смысле не корректны. Нужно разделять мощность передатчика, реализацию антенны и чувствительность приемника. Разумеется, различные производители используют не совсем идентичные детали или аппаратную базу. Поэтому трубки работают по-разному. Кроме этого, некоторые конструктивные особенности мобильника – геометрия антенны и корпуса, ваше положение в пространстве и внешние факторы сказываются на качестве связи. Однако в этом хаосе есть несколько базовых установок, на которые мы можем опираться. Разумеется, это стандарты для сотовой связи. Они прописаны и подписаны много лет назад. Каждый разработчик обязуется выполнять и свято чтить их, так же как президент страны обещает не нарушать конституцию. В том и другом случае возможны некоторые нарушения, но удовольствия от нарушения никто не получает. Возможны санкции. Президенты в этом случае оказываются защищенными гораздо лучше. Например, решит хитрая азиатская или европейская компания создать мобильный телефон с супер мощной антенной. Казалось бы, и покупатели найдутся, и рекламные лозунги - «Наши антенны вещают так, что вас слышат в ближайшем созвездии» могут надломить психику конкурентов. Но вот продать такие трубки легально не получится. Всевозможные комитеты по стандартам завернут весь бизнес. Такая вот складывается ситуация.Сотовый телефон существо почти живое. Он всегда пытается пообщаться с базовой станцией. Это происходит вне зависимости от желания владельца. Разумеется, если трубка находится во включенном состоянии. Базовая станция передает сигнал для трубки на частотах 935,2 – 959,8 МГц (важно! Речь идет о GSM900), а мобильный телефон вещает на частотах 890,2 – 914,8 МГц. Суровые математические расчеты говорят о том, что максимально возможное расстояние между сотовым телефоном и базовой станцией может составлять 35 км. Это связано с работой технологии TDMA – каждой мобильной станции выделяется тайм-слот в 0,577 миллисекунд (точнее говоря, работает отношение 15/26), за это время мобильная станция должна успеть ответить соте. Скорость распространения радиоволн конечная и хорошо известная - 300 тысяч км/с, максимальное расстояние вычисляется как простое перемножение времени на скорость. Вот так и получаются эти самые 35 км. Впрочем, если теоретическое вычисленное значение выглядит очень красиво, то в реальности всё обстоит несколько иначе. Для GSM-900 существует 5 классов мощности сотовых аппаратов: 1-й – 20 Вт, 2-й – 8 Вт, 3-й – 5 Вт, 4-й – 2 Вт и 5-й – 0,8 Вт. Реально мы не встречали ни одной носимой трубки с мощностью больше 2 Вт. Пробить расстояние в 35 км при таких характеристиках невозможно. Если увеличить мощность базовой станции достаточно просто – надо установить трансформатор помощнее и договориться с органами надзора, то дать каждому пользователю генератор или кислотный пятидесятикилограммовый аккумулятор за спину не представляется возможным. Против абонента сотовой сети играет буквально всё: погода, рельеф, инфраструктура и многое другое. Так что реальное расстояние, на котором связь возможна в каждом конкретном случае, достигается простым экспериментом с сотовым телефоном. Иными словами, вам дается самый реальный повод достоверно измерить «чувствительность» вашего сотового аппарата в полевых условиях. Помните, что измеренная вами величина будет крепко накрепко привязана к конкретному сотовому телефону и изменчивым погодным условиям. Взять пару трубок на тест в магазине мобильников вам, скорее всего, не позволят. Поэтому имеет смысл только одно действие – будьте наблюдательны. Допустим, вы оказались в зоне не совсем уверенного приема. Поспрашивайте у товарищей, как дела обстоят с их сотовыми переговорами. Такой опыт не является высшей гарантией успеха при покупке. Мы писали ранее, что даже в одной поставке трубки одной марки могут работать по-разному. Даже пайка роботом не может гарантировать абсолютно идентичного соединения проводников, что уж говорить о полупроводниках и однородности антенн.
Вижу, но совсем не слышу!
Наверно вы иногда наблюдали такую картинку на вашем сотовом телефоне, что логотип вашей сети на экране присутствует, а вызовы совершать практически не возможно. Ситуация является вашим спутником в условиях недостаточного сигнала. Некоторая инертность логотипа способна убить в абонентах все человеческое. Иногда картину усугубляет тот факт, что ваш мобильник выпал из сети, а трубка друга продолжает рисовать картинку, которая говорит, что связь на его трубке есть. Давайте разберемся с этим интересным фактом. Оказывается, не все так сложно и просто объяснимо. Итак, обратимся еще раз к работе сотовой сети. Известно, что для автоматического управления и включения трубки в общую организацию необходима информация об уровнях сигналов базовых станций. Каждый телефон с заданным промежутком времени измеряет уровень сигнала от базовой станции. Это делается независимо от того, говорите ли вы по трубке или она находится в режиме ожидания вызова. Для чего это делается? Зачастую трубка «видит» сразу несколько базовых станций (БС). Организация сети строится таким образом, что в один момент времени она может общаться (ваши разговоры проходят) только через одну БС. Мобильник меряет уровень сигнала от разных базовых станций и выбирает ту, которая «видится гораздо четче». Это логично и является базисным вектором работы сети. Сотовый телефон измеряет уровень входного сигнала на частотах, указанных системой. Не обязательно ближайшая сота станет вашей. Иногда вы подключаетесь к территориально более далекой станции, главное с более высоким сигналом. Возможно ли переключить аппарат на другую базовую станции? В обыкновенном режиме работы сотового телефона сделать это не представляется возможным. Если изменить прошивку и разрешить пользователю доступ к аппаратным настройкам, то это возможно.Идем дальше. Трубка меряет мощность входного сигнала. Разумеется, сделать это без ошибки нельзя. Стандарты GSM предусматривают допустимую ошибку измерения при работе в обычных условиях в 6,3 раза (+/-4 дБ). Для «жестких» условий работы, будь то, например, очень низкая температура, стандарт разрешает сделать погрешность в 15,8 раза (+/-6 дБ). Все эти погрешности реально работают для полностью исправных трубок. Жить без них было бы очень сложно, так как производители мобильников физически не способны обеспечить эталонный замер входящей мощности. После того, как мы узнали о погрешности измерения мощности, остается перейти к конкретному примеру. Допустим, что вы со своей трубкой оказались в месте, где реальный уровень сигнала базовой станции равен -103 дБ. Настройки общей работы сети поставлены таким образом, что они сообщают трубке, что доступ к ней разрешен при уровне измеренного сигнала -105 дБ. Разумеется, тут и вылезают все наши погрешности. Приемник мобильника изготовлен так, что уровень сигнала занижается на 4 дБ. Измеренный трубкой сигнал составит -107 дБ. Итак, полностью рабочая и отвечающая всем стандартам трубка будет сброшена из сети, так как она не имеет права быть включенной в систему. Другой сотовый телефон имеет такую реализацию, что он будет завышать измеренный сигнал на 4 дБ. Он сумеет зарегистрироваться в сети и покажет ее логотип на экране. Скажем больше, что если фактический уровень сигнала для такой трубки будет составлять -108 дБ (по месту, где она находится), то аппарат все равно будет исправно регистрироваться в сети оператора. Вот вам и «чувствительность» сотовых аппаратов. Так что наличие логотипа на экране вашего телефона говорит о регистрации трубки в сети, но не гарантирует нормальной связи. Однако это все равно приятно. Попытка поговорить иногда может быть засчитана за сам вызов. Так что, уважаемые читатели, желаю вам иметь трубку с таким приемником и измерительным трактом, который постоянно будет завышать уровень мощности сигнала от базовой станции. Таким образом, мы полностью разрушили миф о том, что пользователи разных сотовых телефонов могут меряться уровнями сигнала, который отображается на экранах их мобильников. Действительно, такие разговоры ведутся только от глубокой безграмотности в вопросе. Впредь, когда у вас будут спрашивать об уровне сигнала и апеллировать к информации на экране трубки, то не стоит тратить время на пустые разговоры. Смысла нет сравнивать измеренную мощность входящего сигнала, а про «эталонные кубики» совсем стоит забыть. Как этот производитель телефона пересчитывает в них данные остается загадкой. Тратить свое время на ее раскрытие опять же не имеет смысла.
Пляски с сотовым
Любая дуплексная радиостанция, а сотовый телефон является частным случаем этого правила, использует антенну для приема и передачи сигнала. Этот факт является еще одним аргументом эфемерности понятия «чувствительности». Раздельное использование одного и того же элемента трубки влечет некоторый компромисс. Передатчик не должен фонить на приемник, а последний в свою очередь обязан не мешать первому. Все мы живем на планете Земля и полностью отвечаем физическим правилам, которые накладывает на нас природа. Поэтому глупо полагать, что одно электрическое устройство способно не мешать работе другого. В результате разработчики приходят к элементарному компромиссу. Именно он позволяет устройству функционировать так, что вы, абоненты, можете слышать голос своего собеседника в трубке. Кстати, Его Величество Компромисс зачастую делается в пользу приемника. Разумеется, можно было бы создать не дуплексную, а симплексную передачу - в один момент времени только в одну сторону, но такая связь бы не удовлетворила современные запросы пользователей. Бытует мнение, что если прикрыть антенну сотового телефона рукой, то разговоры станут четкими и бесшумными. Давайте разберем эту ситуацию. Действительно, если прикрыть антенну каким-либо предметом, то в подавляющем большинстве случаев уровень измеренного сигнала сотовым телефоном упадет. Мобильный аппарат устроен таким образом, что чем хуже он «слышит» соту, тем «громче» он ей отвечает. Соответственно мощность выходного сигнала будет расти. Его возможности пробивать вашу руку или другой предмет, который загораживает антенну, не безграничны. Кроме этого, базовая станция не будет поднимать мощность, так как она не знает, что пользователь чинит помехи ее сигналу и ее параметры просто не рассчитаны на это. Соответственно, все ваши действия носят больше деструктивный характер, когда вы прикрываете антенну сотового телефона рукой. Кстати, на уровень измеренного входящего сигнала влияет не только рука, но и металлические украшения на ней. При разговоре по мобильному телефону старайтесь держать вашу руку по возможности подальше от антенны. Так и здоровье сбережете и помех лишних не создадите. Отличной помехой для сотовой связи становятся железобетонные конструкции. Помните, чем короче волна, тем лучше она пронизывает их. Кстати, этим обусловлен (и не только этим) тот факт, что в центре города операторы любят использовать 1800 МГц диапазон. За городом в условиях плохой связи старайтесь подняться на всевозможные пригорки. Это действие убирает лишние физические помехи на пути электромагнитных волн от сотового телефона к базовой станции. Помните, что в диапазонах частот, используемых в сотовой связи, даже при небольшом, всего несколько сантиметров, или десятков сантиметров, перемещении антенны, или с течением времени, уровень сигнала может изменяться в 100 и даже в 1000 раз (на 20 – 30 дБ). Обязательно двигайтесь и ищите «удачные» места. Настал момент поговорить на самую темную тему мобильной связи – внешние и внутренние антенны. Трудно перечесть все байки и споры на эту тему. Речь пойдет только о штатных антеннах. Или тех, что уже установлены в ваших мобильных телефонах. Разумеется, дополнительные (выносные) антенны с бустерами, которые вы можете приобрести за отдельные деньги, существенно улучшают прием и передачу, но о мобильности приходиться забыть. Кстати, такие решения очень нравятся автолюбителям, так как таскать на себе их не приходится. Итак, внутренняя или внешняя антенна? Однозначного решения этой задачи нет. Если вы умеете решать волновые уравнения и проставлять граничные условия, то, получив истинные параметры вашего мобильника, вы сможете на компьютере моделировать ситуацию звонка в самых различных точках зоны покрытия. Несколько лет назад один американец поместил в сеть результаты своих расчетов. Они вызвали долгие споры. В результате он убрал их. А жаль, так как это единственный пример подобных расчетов. Опыт показывает, что современные встроенные антенны ничем не уступают внешним решениям. Жизнь существенно осложняют всевозможные доморощенные украшения, которые пользователи вещают на антенну. В результате антенна может работать в нештатном режиме и, может быть, даже навредить вашему здоровью, излучая преимущественно в сторону вашей головы.Extended Cell
Однако не всегда оператор может ставить обыкновенные базовые станции для покрытия больших территорий. Представьте, например, пустынный или водный район. Экономически, а иногда и чисто физически разместить нужное количество БС просто не получается. Для GSM стандарта предусмотрена конфигурация соты, при которой дальность связи увеличивается до 70 км. Она называется Extended cell. При таком использовании оборудования количество разговорных каналов уменьшается до 3. Но оператор покрывает гигантские площади силами только одной станции.Не так давно рядом с Санкт-Петербургом на Финском заливе один из операторов использовал Extended Cell. Абоненты могли видеть на экране своих мобильников название этого оператора с восклицательным знаком. Это означало, что трубка видела сеть, но не могла с ней общаться. Проблема решалась с использованием внешних направленных антенн, когда выходной сигнал аппарата усиливался. Таким образом, Extended Cell позволяет покрыть гигантские малолюдные территории. Впрочем, их применение находит все меньшую популярность. В Сибири такие соты не поставишь все равно, а курортные районы по своей сотовой нагрузке давно переплюнули центры мегаполисов по интенсивности телефонных переговоров. Extended Cell физически не могут обслужить такие места, да и требование дополнительной антенны не делают этому способу связи должной популярности.
Внимание, жулики
Каждому пользователю хотелось бы повысить «чувствительность» свого сотового аппарата. Злоумышленники готовы использовать это в своих планах по одурачиванию абонентов мобильных сетей. Легче всего обмануть человека, предоставив ему услугу, которую сложно проверить. А если ее стоимость окажется мала, то это просто клад для жулика. В результате на рынке появились «наклейки-усилители чувствительности для мобильных телефонов». Разумеется, они подходят ко всем типам трубок, реализуют их через интернет и стоят они смешных денег. Производитель этого продукта заявляет, что наклейка работает исключительно по законам физики и придает вашему телефону небывалую чувствительность. Складывается впечатление, что стикеры, заговоренные колдунами и оболваненные бубном, продавались бы тоже достаточно неплохо, но мошенники решили сыграть на серости толпы и массовости рынка. Чудотворные наклейки до сегодняшнего дня с огромным успехом продаются в интернете.Создатели наклейки рекомендуют наклеить ее под аккумулятор. Логичный ход. Там наклейка не будет мешать и не помешает работать настоящей антенне. Кстати, на расчеты последней уходят огромные силы. Каждая антенна по-своему уникальна и общей панацеи для всего этого многообразия быть не может. Мошенники могут только расстроить работу вашей штатной антенны. Возможно, внести помехи и шумы. Сомнительно так же рекламное утверждение, что один стикер заменяет антенну длинной в метр. Необходимости в такой длине просто быть не может. Конечно, можно собрать метровую антенну, но это будет очень сложная и не очень нужная система. Одним словом, дурят нашего брата. Кстати, ноги у этой наклейки растут из Азии. Там действительно одно время продавали сотовые телефоны и специальные антенны в виде наклеек к ним. Однако от системы отказались, так как пользователи просто не могли их правильно наклеить. Важно было точно позиционировать стикер в нужной части мобильника. Задача оказалась непосильной. Так что не стоит тратить свои деньги и поощрять мошенников.
