Уровень и качество сигнала сотовой связи: что важнее и как измерить

Стабильность мобильной связи зависит сразу от двух характеристик: мощности принимаемого сигнала и его качества. Поэтому даже при заполненной шкале на экране телефона скорость передачи данных может оставаться низкой, интернет — периодически пропадать, а голосовые вызовы — прерываться.

Уровень сигнала показывает, насколько мощный радиосигнал принимает устройство, а качество — насколько хорошо смартфон или модем может выделить полезный сигнал на фоне шума и помех. Для нормальной работы 3G и 4G важны оба параметра: сильный, но зашумленный сигнал не обеспечит стабильное соединение, как и чистый, но слишком слабый радиосигнал.

Что такое уровень и качество сигнала сотовой связи

Чтобы понять, что такое уровень сигнала, нужно учитывать принцип работы мобильной сети. Телефон, модем или роутер принимает радиосигнал от оборудования сотового оператора. Мощность принимаемого сигнала характеризует его уровень, или силу.

Уровень сигнала сотовой сети измеряется в дБм — децибелах относительно одного милливатта. Значения обычно отрицательные: например, −70, −80 или −100 дБм. Чем ближе число к нулю, тем сильнее сигнал. Таким образом, значение −70 дБм лучше, чем −90 дБм.

Шкала с «палочками» на экране показывает уровень лишь приблизительно. Количество делений помогает быстро оценить наличие покрытия, но не позволяет точно определить мощность и качество соединения. На iPhone число полос также обозначает силу сотового сигнала, однако для технической диагностики нужны числовые параметры.

Качество сигнала характеризует его чистоту и стабильность. Даже при высокой мощности связь может работать плохо из-за радиочастотного шума, интерференции, нагрузки на сеть и сигналов соседнего оборудования. В результате пользователь сталкивается с медленной загрузкой страниц, нестабильной скоростью мобильного интернета, задержками и обрывами звонков.

Для разных стандартов связи используются различные показатели:

• в сетях GSM/2G уровень принимаемого сигнала оценивают по RSSI или RXLEV;
• в сетях UMTS/3G основными показателями являются RSCP и Ec/No, а RSSI характеризует общую принимаемую мощность в полосе;
• в сетях 4G LTE анализируют RSRP, RSRQ и SINR, а RSSI используют как дополнительный показатель общей принимаемой мощности.

Например, RSRP показывает мощность опорного сигнала LTE, а RSRQ помогает оценить его качество с учётом общей принимаемой мощности. Поэтому делать вывод о состоянии сети только по одному параметру неправильно.

Получается, что уровень сигнала нельзя рассматривать отдельно от его качества. Для голосовой связи, передачи данных и стабильной работы 4G-интернета важны и достаточная мощность, и приемлемое соотношение полезного сигнала, шума и помех.

От чего зависят мощность и качество сигнала

На уровень принимаемого сигнала влияют:

• расстояние до оборудования оператора;
• рельеф местности;
• плотность застройки;
• стены, перекрытия и другие конструкции здания;
• высота размещения телефона или внешней антенны;
• используемый диапазон частот.

Низкие частоты обычно распространяются на большее расстояние и лучше проникают внутрь зданий. Поэтому сигнал в диапазоне около 800 МГц часто удаётся принять дальше от оборудования оператора, чем сигнал на частоте 1800 или 2600 МГц. В более высоких диапазонах операторам нередко доступна широкая полоса частот, благодаря чему можно увеличить пропускную способность сети. При этом ёмкость зависит не только от частоты, но и от ширины полосы, применяемых технологий и загрузки сети. 

Качество соединения зависит от дополнительных факторов:

• количества одновременно подключённых абонентов;
• радиопомех от другого оборудования;
• пересечения зон покрытия;
• отражения радиоволн от зданий и других объектов;
• параметров сети оператора;
• характеристик смартфона, модема или роутера.

Например, рядом с оборудованием оператора уровень может быть высоким, но при большой нагрузке скорость интернета всё равно снизится. В другом случае телефон принимает сильные сигналы сразу с нескольких направлений, из-за чего возрастает интерференция и ухудшается качество соединения.

Учитывать следует и место проведения замера. Внутри помещения сигнал обычно слабее, чем на улице: стены, энергосберегающие стеклопакеты, металлические конструкции и железобетонные перекрытия дополнительно ослабляют радиосигнал. Потери при прохождении радиоволн внутрь здания могут составлять от нескольких до многих десятков децибел и зависят от материалов и конструкции объекта.

Как измерить уровень сигнала на Android, iPhone и модеме

Перед выбором антенны, репитера или комплекта усиления желательно замерить уровень сигнала в нескольких точках. Проверку проводят у окон, в центре помещения, на улице и, когда это возможно, на крыше или фасаде здания.

Одного измерения недостаточно. Параметры сети могут меняться в течение дня из-за нагрузки, переключения телефона между диапазонами и подключения к разному оборудованию оператора. Чтобы получить более объективную картину, следует провести несколько замеров и сравнить результаты.

При анализе нужно записать:

• стандарт связи: 2G, 3G или 4G LTE;
• оператора;
• уровень сигнала в дБм;
• показатели качества, если устройство их отображает;
• номер диапазона Band или частоту сигнала;
• место и время проведения измерения.

Измерение уровня сигнала на Android

На Android числовое значение нередко можно найти в сведениях о SIM-карте или состоянии мобильной сети. Названия и расположение пунктов отличаются в зависимости от производителя и версии операционной системы. Обычно нужно зайти в настройки устройства, открыть раздел «О телефоне», «Состояние SIM-карты» или «Мобильная сеть» и найти данные о силе сигнала.

Именно здесь может отображаться мощность радиосигнала в настройках телефона в дБм. Если системное меню показывает только шкалу, для более подробной диагностики можно использовать специализированные приложения, например Network Cell Info Lite или аналогичные программы. Они помогают замерить уровень сигнала, определить стандарт сети, Band и параметры текущего подключения.

Следует учитывать, что приложение показывает данные, которые предоставляет модем смартфона. Набор доступных параметров зависит от модели телефона, версии Android и прошивки.

Как проверить уровень сигнала на iPhone

На iPhone основной индикатор связи отображается в виде полос в строке состояния. Для более подробной проверки используется сервисный режим Field Test. Набор его разделов и обозначений может различаться в зависимости от версии iOS, модели устройства и оператора.

В меню следует искать параметры обслуживающей сети LTE или 5G. Для оценки сигнала 4G обычно используют RSRP и RSRQ. В некоторых версиях системы могут отображаться сведения о соседних сетях, например LTE Neighbor Cell Meas или UMTS Neighbor Cell Meas.

Для просмотра параметров сотового сигнала отключать Wi-Fi необязательно. Однако перед проверкой скорости мобильного интернета Wi-Fi следует выключить, чтобы трафик передавался именно через сеть оператора. Также желательно провести измерения в нескольких местах и не ориентироваться на одно значение. 

Как посмотреть мощность сигнала в модеме

В 4G-модеме или роутере параметры сети обычно доступны через веб-интерфейс. Необходимо подключиться к устройству, открыть его панель управления и перейти в раздел «Статус», «Информация о сети», «Диагностика» или «Сигнал».

В зависимости от модели там могут отображаться:

• RSSI;
• RSRP;
• RSRQ;
• SINR;
• стандарт подключения;
• номер Band;
• рабочая частота;
• данные об операторе.

Модем удобен для настройки внешней антенны. Антенну поворачивают небольшими шагами, после каждого изменения ждут обновления параметров и записывают результат. Ориентироваться только на максимальный уровень RSRP или RSSI не следует: необходимо одновременно оценивать RSRQ, SINR и фактическую скорость интернета.

Подробно о значениях этих параметров рассказано в статье «RSSI, RSRP, RSRQ и SINR: что это и какими должны быть показатели сигнала 4G LTE».

Когда нужен усилитель сигнала сотовой связи

Система усиления может быть полезна, когда на улице мобильная связь работает нормально, но внутри помещения сигнал заметно ослабевает. Такая ситуация часто возникает в загородных домах, офисах, складах, торговых центрах, на подземных парковках и объектах с толстыми железобетонными стенами.

Признаки того, что пользователю может быть нужен усилитель сигнала:

• телефон теряет сеть в определённых помещениях;
• голосовые вызовы регулярно прерываются;
• устройство переключается с 4G на 3G или 2G;
• мобильный интернет работает у окна, но пропадает в глубине здания;
• проблема наблюдается у нескольких телефонов и SIM-карт;
• уровень на улице заметно выше, чем внутри помещения.

При этом усилитель помогает не во всех ситуациях. Если связь ухудшается преимущественно вечером, а уровень сигнала остаётся высоким, причиной может быть нагрузка на сеть оператора. Репитер повышает мощность доступного радиосигнала, но не увеличивает пропускную способность оборудования оператора. Кроме того, усилитель не создаёт качественный сигнал самостоятельно: вместе с полезным сигналом он может усиливать шум и помехи. Поэтому при плохих исходных значениях RSRQ и SINR одного увеличения мощности может оказаться недостаточно. 

Перед покупкой необходимо проверить уровень сигнала сотовой связи и определить частоту, на которой работают нужные услуги. Один оператор может передавать голос и интернет сразу в нескольких диапазонах: например, GSM 900, LTE 800, LTE 1800 или LTE 2600. Усилитель должен поддерживать именно те частоты, которые используются на объекте.

Для улучшения связи применяется система, в которую входят:

• репитер — усилитель сигнала сотовой связи;
• внешняя антенна, принимающая сигнал с улицы;
• одна или несколько внутренних антенн;
• радиочастотный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом; 
• разъёмы, делители и монтажные элементы.

Внешняя антенна принимает доступный сигнал оператора и передаёт его по кабелю на репитер. Усилитель обрабатывает сигнал, после чего внутренние антенны распределяют его внутри помещения. В обратном направлении система передаёт сигнал от телефонов к сети оператора.

Чтобы определить, нужен ли усилитель и какое оборудование подойдёт для конкретного объекта, необходимо учитывать площадь помещений, строительные материалы, исходные параметры сигнала, рабочие диапазоны и количество внутренних антенн. Ошибка в выборе частоты или мощности репитера может привести к тому, что установленная система не даст ожидаемого результата.

Компания «ДалСВЯЗЬ» производит оборудование для усиления мобильной связи на объектах разного типа и масштаба — от квартир, дач и загородных домов до офисов, складов, вокзалов и промышленных предприятий. Специалисты помогут провести анализ сигнала, подобрать комплект и разработать схему размещения оборудования. Получить консультацию можно по телефону +7 (495) 120-35-51 или через онлайн-чат на сайте.