Мощность передатчика сотового телефона: мифы и легенды — и отчего зависит мощность передатчика телефона / Блог компании Билайн Бизнес / Хабр

Содержание

мифы и легенды — и отчего зависит мощность передатчика телефона / Блог компании Билайн Бизнес / Хабр


Рассмотрим, насколько безопасно пользоваться такими штуками

Тема излучения базовых станций вызвала явный интерес читателей. Однако базовые станции, как правило, находятся далеко от нас — висят на вышках и зданиях. А мобильные телефоны, планшеты и другие мобильные терминалы, которые тоже являются источниками радиоизлучений, мы носим с собой и даже прикладываем к голове во время разговора. К сожалению, тема излучения мобильных телефонов уже обросла множеством ложных мифов и легенд, которые порождены иногда невежеством или некомпетентностью, а иногда и созданы намеренно, возможно даже с неблагородными целями.

Ниже вы найдёте:

  • Анализ выходных мощностей излучаемых мобильными терминалами (телефонами, модемами, роутерами и т.д.) поддерживающими GSM, UMTS, LTE, Bluetooth, Wi-Fi;
  • Разбор мифов и легенд, возникших вокруг этой темы;
  • Как избегать излишнего воздействия излучений в типичных ситуациях пользования мобильной связью.

Сначала рассмотрим нормативы на излучение мобильных терминалов GSM-UMTS-LTE, и как происходит управление выходной мощностью в сетях, основанных на этих технологиях радиодоступа. А затем уже обратимся к рассмотрению мифов и легенд, которые возникли и созданы вокруг этой темы.

Поскольку и нормативы на выходную мощность, и управление выходной мощностью различны для разных технологий радиодоступа, рассмотрим каждую технологию отдельно.

Чтобы не утонуть в мелких деталях, которые важны лишь для специалистов, я затрону только наиболее важные моменты.

GSM

В стандартах GSM 05.05 и 3GPP-ETSI TS 45.005 предусмотрены несколько классов мобильных терминалов с разной максимальной выходной мощностью:


Рисунок 1. Таблица выходных мощностей мобильных терминалов GSM.

Однако на практике, в настоящее время мобильные терминалы выпускаются только с выходной мощностью до 2 Вт в диапазоне GSM 900, и до 1 Вт в диапазоне GSM 1800 (который по старой памяти называют еще и DCS 1800).

Уместно ещё вспомнить, что в сети GSM используется частотно временной принцип разделения каналов (FDMA/TDMA). Передатчик мобильного терминала излучает в определенной полосе частот, но излучает не непрерывно, а лишь в течение определенных интервалов времени (таймслотов). В режиме разговора, излучение происходит лишь в один интервал из 8 (или из 16, если используется режим Half Rate), а значит усредненная выходная мощность терминала, для наиболее распространенных устройств не будет превышать 250 (125 для HR) и 125 мВт (63 для HR) в диапазонах GSM 900 и GSM1800 соответственно.

Терминалы с более высокими значениями выходной мощности (до 8 Вт) раньше ставили на автомобили, где проблема с запасом энергии и длительностью автономной работы от батареи не столь остры, как для носимых устройств, зато можно обеспечить связь на большем удалении от базовых станций, что важно в сельской местности. Но по мере улучшения покрытия территории сотовыми операторами необходимость в более мощных передатчиках начала уменьшаться, а носимые телефоны отвоёвывали всё большую долю рынка. К тому же, сотовые операторы с помощью параметров настройки в сети ограничивали максимальную выходную мощность, с которой может работать мобильный терминал, на уровне носимых устройств, что делало бессмысленным использование телефонов с более мощными передатчиками. В результате в последнее время новых устройств с большими выходными мощностями на рынке практически не наблюдается. Устройства с меньшей выходной мощностью (0,8 Вт и 0,25 Вт соответственно) на рынке тоже практически отсутствуют, хотя иногда производители GSM-трекеров (устройств для отслеживания местоположения объектов) заявляют о такой выходной мощности, что в принципе должно увеличить длительность их автономной работы при малых габаритах. Однако на практике такие выходные мощности не всегда подтверждаются.

Кроме ограничения на максимальную выходную мощность, стандарты предусматривают возможность регулирования выходной мощности передатчика терминала GSM по командам базовой станции с шагом 2 дБ.

Управление выходной мощностью передатчика мобильного терминала со стороны базовой станции имеет несколько сторон.
Прежде всего, каждая базовая станция GSM на канале управления передает «системную информацию», в состав которой входит параметр MS_TXPWR_MAX_CCH, указывающий телефону максимальную выходную мощность, которую мобильный терминал может использовать в начале сеанса связи до тех пор, пока БС не примет на себя управление выходной мощностью передатчика терминала. Настройка именно этого параметра сотовыми операторами сделала бессмысленным изготовление телефонов с мощными передатчиками.

После начала обмена информацией, базовая станция начинает измерять уровень сигнала, принимаемого ею от конкретного терминала и, стараясь поддерживать уровень сигнала в оптимальном диапазоне, специальными командами регулирует выходную мощность передатчика терминала. Тем самым достигаются сразу несколько положительных эффектов:

  • За счет снижения выходной мощности передатчика терминала экономится энергия его батареи и увеличивается время автономной работы;
  • Уменьшается воздействие излучения терминала на владельца или другие биологические объекты, расположенные поблизости;
  • Создаются условия для оптимального режима работы приемника базовой станции, исключается перегрузка входных цепей при нахождении терминала вблизи базовой станции.

На практике, в случае расположения мобильного терминала вблизи базовой станции GSM картина регулирования выходной мощности по командам базовой станции выглядит следующим образом (спасибо коллеге anjolio за картинки с информацией, полученной из систем контроля базовых станций)


Рисунок 2. Регулирование выходной мощности передатчика телефона GSM в хороших условиях связи.

Из графика видно, что после непродолжительной работы на максимальной выходной мощности в самом начале сеанса связи, мобильный терминал, работающий в диапазоне GSM 900, по командам базовой станции достаточно быстро снизил максимальную выходную мощность с 33 дБм (2 Вт) до 7 дБм (5 мВт).

Кстати, многие наверняка слышали уменьшающиеся по громкости помехи — трели, которые издают радиоприемники и иные электронные устройства, находящиеся рядом с сотовым телефоном GSM непосредственно перед тем, как телефон начинает звонить. Эти звуки появляются в результате преобразования сигналов передатчика телефона в транзисторах и иных компонентах с нелинейными вольт-амперными характеристиками и затухают по мере того, как БС уменьшает выходную мощность передатчика телефона.

Конечно, в случае ухудшения сигнала в приемнике БС, она обязательно скомандует терминалу увеличить выходную мощность, и далее будет регулировать ее так, чтобы поддерживать оптимальные условия передачи информации, что хорошо видно на следующей картинке. Когда мобильный терминал начал перемещаться в место совсем плохими условиями связи, БС командами постепенно увеличила выходную мощность до максимальной.


Рисунок 3. Регулирование выходной мощности передатчика телефона GSM, перемещаемого из места с хорошими условиями связи в место с плохими условиями связи.

UMTS

Выходные мощности мобильных терминалов UMTS регламентируются в TS 25.101:


Рисунок 4. Выходные мощности передатчиков мобильных терминалов UMTS.

Наиболее распространены сейчас мобильные терминалы UMTS, соответствующие по выходной мощности 3-му классу. В переводе на более привычные единицы, выходная их мощность составляет 250 мВт (1/4 Ватта).

Однако в сетях UMTS управление выходной мощностью мобильных терминалов происходит иначе, чем в сетях GSM. Мобильные терминалы UMTS, обслуживаемые в пределах одного и того же сектора, принимают и передают информацию в одной и той же полосе частот. Если бы мобильный терминал UMTS действовал так же, как и в сети GSM, то в начальный момент он создавал бы очень сильные помехи, мешающие БС принимать сигналы других терминалов, обслуживаемых в той же полосе частот. Чтобы поддерживать наименьший уровень помех на входе приемников БС, в UMTS предусмотрены более строгие требования к управлению выходной мощностью терминалов.

Это касается и точности регулирования выходной мощности (шаг изменения может достигать 1 дБ по сравнению с 2 дБ в GSM), так и частоты регулировки – в UMTS она равна 1500 раз в секунду.

Чтобы не создавать помехи на начальной стадии установления соединения, передача начинается с небольшого уровня, который рассчитывается мобильным терминалом исходя из уровня принимаемого сигнала базовой станции – чем выше уровень принимаемого сигнала, тем меньше выходная мощность терминала при начале сеанса. Если базовая станция не ответила, то мобильный терминал повторяет запрос с чуть более высоким уровнем сигнала, пока не получит отклик БС или не исчерпает максимальное число попыток, предписанное базовой станцией в системной информации. После установления соединения уже БС своими командами тщательно регулирует выходную мощность передатчика терминала UMTS, поддерживая ее на минимально необходимом уровне.


Рисунок 5. Регулирование выходной мощности передатчика телефона UMTS.

В ситуации, когда записан этот график, выходная мощность передатчика поддерживалась на уровнях между – 20 и -40 дБм (от 0,01 до 0,0001 мВт).
И еще один любопытный график со статистикой выходной мощности работающих терминалов UMTS в условиях города с достаточно высокой плотностью БС:


Рисунок 6. Статистика выходных мощностей передатчиков телефонов UMTS в условиях городской застройки.

Видно, что выходная мощность большинства терминалов не превышает -10 дБм (0,1 мВт), а максимальная оказалась равной 14 дБм (~25 мВт).
Учитывая такую разницу в выходных мощностях передатчиков в сетях GSM и UMTS, сильно озабоченные своим здоровьем абоненты могут сделать правильные выводы о том, стоит ли переключать свои телефоны в режим «GSM Only». 🙂

LTE

Выходные мощности мобильных терминалов, работающих в сетях LTE, регламентируются в стандарте 3GPP-ETSI TS 36.101, причем разнообразие вариантов максимальных выходных мощностей передатчиков выродилось практически в один «Class 3» с +23 дБм ± 2 дБ. (200 мВт).
Теоретически возможен вариант терминалов «Class 1» с + 31 дБм ± 2 дБ, однако он предусмотрен только в одном частотном диапазоне (Band 14), использование которого в России не разрешено.

К сожалению картинок, иллюстрирующих регулирование выходной мощности передатчика мобильного терминала LTE, пока получить не удалось, но принцип управления выходной мощностью в LTE, где терминалы также работают в одной полосе частот, похож на UMTS. Мобильный терминал начинает сеанс связи с небольшой выходной мощности, рассчитанной исходя из уровня предписанного БС и прогнозируемого затухания сигнала на пути до БС. Если ответ на запрос не получен, то терминал повторяет запросы, постепенно увеличивая выходную мощность, до получения ответа БС или исчерпания максимально разрешенного числа попыток. После установления связи, БС принимает на себя управление выходной мощностью передатчика терминала и может отсылать команды управления до 1000 раз в секунду.

В LTE становятся актуальными темы агрегации частот и MIMO (Multiple Input, Miltiple Output) – использование нескольких параллельно работающих каналов. Однако на тему выходной мощности передатчиков мобильных терминалов это радикального влияния не окажет. При использовании этих режимов максимальная выходная мощность должна быть равна сумме выходных мощностей на антенных разъемах каждого канала.

Выходные мощности вспомогательных передатчиков

Помимо основного передатчика современные мобильные терминалы могут иметь в своем составе устройства Bluetooth и Wi-Fi, которые тоже могут излучать радиосигналы, поэтому в контексте темы уместно обратить внимание и на эти источники радиоизлучений.
Bluetooth

Спецификации Bluetooth можно найти на сайте организации (https://www.bluetooth.org/en-us/specification/adopted-specifications).
Они предусматривают работу в диапазоне частот, выделенном для промышленных, научных и медицинских целей (ISM) 2.400-2.4835 ГГц, и три класса устройств по уровням выходной мощности передатчика:


Рисунок 7. Выходные мощности передатчиков Bluetooth.

Однако в российских требованиях к мобильным терминалам GSM-UMTS-LTE разрешенная выходная мощность дополнительных передатчиков (в том числе и Bluetooth) ограничена уровнем 2,5 мВт, то есть вторым классом.

Хотя устройства Bluetooth могут использовать разные способы модуляции, указанные выше значения выходных мощностей не должны превышаться в любых случаях.

Регулировка выходной мощности передатчика в обязательном порядке требуется от устройств Class 1, и только при работе на уровнях выше +4 дБм (2,5 мВт), однако может опционально присутствовать и в устройствах других классов. Регулировка должна быть монотонной с шагом от 8 до 2 дБ. Назначение такой регулировки – предотвратить перегрузку входных каскадов находящегося рядом устройства-партнера, и оптимизировать расход энергии батареи.

Таким образом, максимальные выходные мощности устройств Bluetooth во многих случаях ниже, чем выходные мощности передатчиков для мобильной связи, если только, в руки к вам не попало устройство, купленное в стране, где такие ограничения не действуют, или завезенное в Россию «серым» путем.

Wi-Fi

Стандарты на устройства Wi-Fi (IEEE 802.11 a/b/g/n) предусматривают меньшее разнообразие при управлении выходной мощностью передатчиков устройств. К тому же, на требования, установленные в самих стандартах, накладываются ограничения, установленные региональными (например, для Европы) и национальными (российскими) нормами.

В европейских требованиях выходная мощность передатчиков абонентских терминалов Wi-Fi ограничена значением 100 мВт (+20 дБм).
В российских нормах присутствует правовая коллизия. С одной стороны, во всех Правилах применения абонентских терминалов, установленных для сетей GSM, UMTS и LTE установлено ограничение на выходную мощность вспомогательных передатчиков, работающих в диапазоне 2.400-2.4835 ГГц, на уровне не более 2,5 мВт.

Но с другой стороны, в реальных абонентских терминалах (телефонах, роутерах и т. п.) выходные мощности передатчиков Wi-Fi соответствуют европейским ограничениям и обычно, по сертификационным документам не превышает 60… 70 мВт.

Реальные выходные мощности дополнительных передатчиков Bluetooth и Wi-Fi, встроенных в мобильные терминалы GSM-UMTS-LTE будет зависеть от режима их работы.

В контексте темы выходной мощности устройств можно выделить два основных режима:

  • режим «мастера», то есть устройства, управляющего работой других подключенных к нему устройств, и
  • режим «клиента» — устройства, работающего под управлением устройства, выполняющего функции мастера.

В режиме «мастера» устройство обязано обеспечивать другие устройства сигналами синхронизации, то есть передатчик будет работать практически непрерывно.

В режиме «клиента» устройство включает передатчик лишь в отведенные интервалы времени для передачи информации на другие устройства. Таким образом, средняя выходная мощность передатчика в режиме «клиента» в среднем будет заметно ниже, чем в режиме «мастера».
Поскольку предсказать среднюю выходную мощность в реальных условиях использования устройств Bluetooth и Wi-Fi затруднительно, будем ориентироваться на максимальные значения, как на наихудший вариант.

После того, как мы разобрались с возможными значениями выходных мощностей терминалов, взаимодействующих с разными сетями радиодоступа, давайте проанализируем некоторые мифы и легенды, существующие вокруг выходной мощности терминалов.

FAQ

Чьё излучение сильнее – от базовой станции или от мобильного терминала?
Уровни выходной мощности передатчиков мы уже рассмотрели. Для того, чтобы ответить на поставленный вопрос, уместно вспомнить, что мобильные терминалы GSM-UMTS-LTE обычно работают при уровнях сигнала на входе приемников от -110 дБм до -40 дБм.
Сравнивая эти значения с выходными мощностями передатчиков мобильных терминалов (-50… +33 дБм), можно сделать вывод, что уровень излучения передатчика мобильного терминала в месте расположения абонента, обычно на много порядков больше, чем уровень сигнала базовой станции.

Можно ли узнать текущее значение уровня выходной мощности своего телефона и уровень принимаемого телефоном сигнала?
Обычному пользователю доступна очень условная информация об уровне принимаемого сигнала, в виде отображения нескольких «палок» или «точек», увеличение количества которых соответствует большему уровню принимаемого сигнала. Но отображение уровня принимаемого сигнала не регламентируется стандартами, поэтому на устройствах разных производителей одно и то же количество «палок» может соответствовать разным уровням принимаемого сигнала. А информация о выходной мощности передатчика обычно пользователю вообще недоступна.

Но иногда такая возможность появляется, если в телефоне включена встроенная в программное обеспечение функция нетмонитора, или в смартфон установлена специальная программа, способная показывать значение выходной мощности передатчика. Уровень принимаемого сигнала БС предоставляют практически все программы подобного рода.

Что касается выходной мощности собственного передатчика, то такая информация встречается нечасто, главным образом, в программах, предназначенных для профессионального использования. Причем, чаще всего отображается не само значение выходной мощности в милливаттах или дБм, а указывается условный номер уровня выходной мощности. В этом случае для выяснения реальной выходной мощности пользователю потребуется таблица пересчета условного номера в значение выходной мощности, что для профессионалов не представляет проблемы.

Радиоизлучение телефонов во время разговоров греет мозг!
В попытках убедить в этом снимали даже видеоролики, показывающие, что излучением телефонов можно сварить яйцо.
Но давайте трезво проанализируем ситуацию и для начала обратимся к цифрам.

Предположим, что в режиме максимальной выходной мощности все 0,25 Вт не излучаются в окружающее пространство, а преобразуются в тепло, нагревая голову, и утечка этого тепла отсутствует. Например, как будто источник излучения находится в центре головы-термоса. Тогда за 600 секунд разговора на нагрев головы будет использовано (0,25 Вт * 600 сек) 150 Джоулей, или 35,82 калории. Такой энергии хватит на то, чтобы нагреть 35,82 г воды на 1 градус. Если посчитать голову за 4 литра воды, то такой энергии излучения телефона хватит для того, чтобы нагреть «голову» менее чем на 0,01 градуса.

Однако, из-за того, что тело и голова человека представляют собой полупроводящее вещество (много жидкости с растворенными солями), то внутрь тела проникает лишь очень небольшая часть излучения и на небольшую глубину. Основная же часть излучения телефона, находящегося вблизи тела человека, от него отражается!

Таким образом, даже расчеты баланса энергии показывают, что нагрев головы излучением телефона является чистым вымыслом. Откуда же возникает ощущение нагрева головы?

Во время разговора в телефоне работает не только передатчик, но и много других электронных компонентов. При этом только часть энергии, потребляемой от батареи, преобразуется в излучаемый радиосигнал, а существенная часть выделяется в виде тепла, точно так же, как и в любом компьютере, где во время работы греются электронные компоненты. Не зря ведь на процессоры цепляют радиаторы. По приблизительным оценкам, в тепло может преобразоваться около половины энергии, потребляемой телефоном от батареи. В телефонах отвод тепла от нагревающихся деталей затруднен, но в конечном итоге тепло выходит на поверхность корпуса, нагревая его. При тестировании USB-модемов мы наблюдали, как в неудачных конструкциях температура деталей в районе SIM-карты достигала 85 градусов. А во время длительного разговора по телефону человек обычно ещё плотно прижимает телефон рукой к уху, улучшая тепловой контакт с ухом/головой и одновременно ухудшая рукой отвод тепла от поверхности корпуса телефона. Через этот контакт тепло и передается от постепенно нагревающегося корпуса к голове.
Если приложить к уху нагретый утюг, то ощущение тепла может оказаться еще более впечатляющим, но на вредное радиоизлучение утюга народ особо не жалуется.

«Телефон излучает на максимальной мощности во время поиска сети»
Это довольно распространенное заблуждение, которое, к сожалению, встречается не только в рассуждениях в Интернете, но и в печатной литературе.

Но нелепость этого становится достаточно очевидной, если задуматься о том, а для кого терминал должен излучать сигнал с высокой мощностью, с какой целью? Ведь в это время терминал ищет сигналы базовых станций, а не пытается привлечь внимание базовых станций к себе! Так зачем понапрасну тратить энергию батареи на безадресное излучение передатчика в никуда?

На самом деле, во время поиска сети в мобильном терминале передатчик молчит, а активно работает только приемник, потребляющий лишь чуть больше энергии, чем в режиме ожидания. Убедиться в том, что при поиске сети передатчик не работает на максимальной мощности можно и экспериментально. Полностью зарядите батарею телефона, и положите телефон в плотно закрытую жестяную банку. Она будет экранировать сигналы базовых станций, и заставит телефон начать поиск сети. Для надежности экранирования можно сделать «матрешку» из нескольких банок, вложенных одна в другую.

Посмотрите, сколько проработает телефон до автоматического выключения вследствие разряда батареи, и сравните это значение с тем, сколько времени по обещаниям производителя телефон должен проработать в режиме разговора. Вы легко убедитесь, что телефон проработает в режиме поиска сети (внутри экранирующей банки) значительно дольше, чем в режиме разговора, хотя и меньше, чем указывает производитель для режима ожидания.

Иногда встречаются рекомендации выключать телефон на время поездки в метро, мотивированные как раз «заботой о здоровье», чтобы не подвергать себя воздействию излучения телефона. Смысла в выключении телефона в метро мало, потому что, во-первых, сейчас во многих местах телефон может нормально работать и в метро, а во-вторых, даже потеряв сеть, телефон излучать и вредить здоровью не будет.

Устройства для защиты от вредного излучения телефона
Учитывая приведенные выше расчеты, сама по себе тема необходимости дополнительной защиты выглядит странновато. Ведь устройства мобильной связи проходят сертификацию по защите здоровья пользователей. Тем не менее, попытки продать пользователям мобильных телефонов различные «снадобья», надежно защищающие от вредного излучения телефонов, отмечались многократно.

Я видел несколько вариантов наклеек, которые предлагалось размещать под батареей телефона или на задней крышке телефона. Производители обещали снижение излучения аж на 99,9%.

Однако опыт работы с экранированными помещениями, и измерения степени затухания радиосигналов, которые такие помещения обеспечивают, показывают, что даже металлическая комната, выполненная путем сварки из стали толщиной 4-6 мм, в случае наличия дефектов сварных швов, щелей в дверных проемах, или утечках в фильтрах, через которые в комнату вводятся проводные коммуникации, не сможет обеспечить такого уменьшения сигнала, как заявляют производители чудо-наклеек.

А результаты измерений, якобы подтверждающие эффективность уменьшения поля «чудо-наклейками», чаще всего или выполнены технически неграмотно, или сфальсифицированы. По сути дела, это мошенничество, попытки заработать денег на фобиях людей, не разбирающихся в вопросе.

Кстати, через несколько лет, после того, как кто-то из импортеров предлагал продавать в офисах «Билайн» наклейки для защиты от излучения телефонов, я увидел в Интернете, что хозяева «конторы» — производителя были осуждены в США за мошенничество.
Некоторые дельцы пытаются продавать подобного рода наклейки, не как экранирующие устройства, а как «модифицирующие электромагнитные поля», что не меняет в корне их сущности – попытки вытянуть деньги, спекулируя на опасениях людей.
Ну, а целесообразность использование шапочек из фольги уже обсуждалась, и является скорее вопросом веры, чем реальной пользы.

Использование гарнитуры (проводной или Bluetooth), как средства защиты от излучения телефона
Принимая во внимание расчеты теплового воздействия излучения передатчиков телефонов, становится понятным, что мотивом для пользования гарнитурами должны быть не столько защита от вредного воздействия излучения телефона, а в первую очередь удобство и, что важнее, безопасность при вождении автомобиля! Ведь при обычном пользовании телефоном во время вождения автомобиля водитель вынужден держать его рукой, что ограничивает его возможности по управлению машиной. Ведь даже автомобиль с автоматической коробкой передач не исключает необходимости в определенных условиях выполнять действия одновременно двумя руками. Что уж говорить о вождении автомобилей с механической коробкой передач.

Как пользователь может уменьшить выходную мощность передатчика телефона?
После информации о том, что выходной мощностью передатчика телефона во время сеансов связи управляет базовая станция, вопрос, на первый взгляд выглядит странно. Тем не менее, у пользователя есть возможности влияния на выходную мощность передатчика телефона!

Вспомним о том, что при регулировании выходной мощности базовая станция стремится поддерживать уровень принимаемого ею сигнала от мобильного терминала в оптимальных пределах. А уровень принимаемого базовой станцией сигнала зависит и от мощности радиосигнала, излучаемого телефоном, и от затухания радиосигнала на пути от передатчика мобильного терминала до входа приемника базовой станции. Уменьшая затухание радиосигнала на пути от телефона до базовой станции, пользователь может уменьшать выходную мощность передатчика телефона, требуемую для получения нужного сигнала на входе приемника БС.

Чтобы уменьшить затухание сигнала нужно стараться соблюдать достаточно простые правила, о которых я уже писал ранее.

В качестве заключения — основные выводы, которые можно сделать на основе изложенного

  • Излучение мобильных устройств, наверное, не самое естественное и полезное для здоровья воздействие на человеческий организм, поэтому уже давно введены санитарные нормы на воздействие радиоизлучения. Причем действующие в России нормы являются одними из самых строгих норм в мире.
  • Уровень излучения мобильного телефона, используемого абонентом, как правило, больше, чем излучение от базовой станции, за исключением очевидных случаев, когда человек намеренно залезает в основной луч в непосредственной близости от антенны БС.
  • Излучаемый мобильным телефоном радиосигнал даже при максимальной мощности передатчика не способен оказывать заметного теплового воздействия на тело и голову человека.
  • Телефон при потере сети не излучает! Ради защиты от излучения телефона, его вовсе не обязательно выключать в местах, где отсутствует покрытие сетей мобильной связи.
  • При пользовании телефоном старайтесь держать телефон таким образом, чтобы не затруднять распространение радиоволн – не закрывайте антенну руками (где находится антенна, и как лучше держать телефон, обычно написано в инструкции к нему), располагайте телефон ближе к окнам, чтобы уменьшить затухание радиосигнала в конструкциях здания.
  • Длинные разговоры по мобильному телефону лучше вести в местах с хорошим приемом – там уровень излучения вашего телефона будет ниже!
  • Без необходимости не оставляйте в телефоне включенным Wi-Fi в режим «точки доступа» или «модема», чтобы не заставлять телефон напрасно излучать радиосигнал, необходимый для управления подключаемыми устройствами. Это не только уменьшит воздействие на вас излучения, но и сохранит энергию батареи.

Чувствительность мобильного телефона / Смартфоны

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.

Заключительное слово

Сегодня мы разобрались с понятием «чувствительности» сотового телефона. Вывод можно сделать один. Чем ваша трубка качественнее собрана и чем лучше элементная база, тем проще вам будет говорить в зонах слабого приема. Если у вас есть возможность использовать выносные антенны с узкой диаграммой направленности, то попробуйте их в работе. Они действительно помогают иногда решить сложные ситуации со связью. Будем надеется, что через некоторое время сотовые операторы покроют весь Земной шарик и мы забудем об этой проблеме. Оставайтесь на связи!

Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Мощность передатчика телефона

   Мы уже рассмотрели такое понятие как чувствительность телефона и выяснили, что на качество приёма сигнала оказывают влияние очень многие факторы. Среди этих факторов присутствует качество приёмника телефона, то есть способность приёмника принимать сигнал в условиях неустойчивой связи.

   Казалось бы, приёмники мобильных телефонов производятся идентично друг другу, но на самом деле характеристики приёмников могут различаться даже у двух разных телефонов одной и той же модели. Это связано с тем, что на детали при производстве даются небольшие допуски. Различия имеются и в качестве сырья, применяемого при изготовлении деталей.

   Но не только приёмник мобильного телефона влияет на качество связи. Не последнюю роль играют мощность передатчика телефона и антенна.

   Если телефон находится в зоне плохого приёма, то базовая станция, на которую телефон будет посылать сигнал, сможет его принять и обработать только при качественной работе передатчика телефона. Другими словами, если передатчик вашей трубки слаб, то и сигнал он посылает слабже. А следовательно, страдает опять же качество связи.[wp_ad_camp_1]

   Производители сотовых телефонов устанавливают мощность передатчиков своих трубок не абы как, а руководствуясь принятыми стандартами сотовой связи. Но эти стандарты допускают отклонение от номинального значения, чем некоторые производители пользуются, намеренно занижая мощность передатчика. Это делается для удешевления себестоимости мобильного телефона. Таким образом реальная мощность передатчиков двух телефонов может несколько различаться.

   В дальнейшем мы рассмотрим другие факторы, влияющие на работу телефона в зоне слабого сигнала. Возможно, эта информация будет Вам полезна для понимания принципов работы сотовой связи.

[wp_ad_camp_5]

С уважением, Сергей Чесноков

Поделитеcь ссылкой на статью с друзьями:

Поделиться на Facebook ВКонтакте Twitter Одноклассники

Проголосуйте за статью:


Мощность излучения сотового телефона

Игорь Белецкий сделал интересный эксперимент, который наглядно демонстрирует мощность электромагнитного излучения телефона. Многие знают, что в момент в связи с базовой станцией мобильный телефон посылает самый мощный сигнал. В некоторых случаях его пик может достигать 1-2 ватт. Как это увидеть? Для этого нам понадобится обыкновенной светодиод, для большего эффекта в эксперименте использованы крупный супер яркий белый светодиод. Свч диод в данном случае d604. Кусочек провода длиной 8-10 сантиметров.

Диоды соединяются встречно-параллельно методом скрутки, потому что паять свч диоды нельзя. И потом к одному из концов крепится провод антенна. Выглядит все это вот так.

В схеме нет никаких источников питания. Светодиод должен дать свет, только используя энергия электромагнитного излучения вашего смартфона.

Сделаем звонок и приложим к телефону самодельный детектор сигнала. Вызов пошел, и мы можем наблюдать, как передатчик телефона начал подавать сигнал к базовой станции. Световые импульсы очень сильные. Чем дальше будете находиться от станции связи, тем сильнее будет исходящий сигнал вашего телефона.

К сожалению камера снимает с определенной частотой кадров. Многие световые импульсы просто не попадают в кадр. К тому же теряется яркость. В живую светодиод светится практически непрерывно и, действительно, супер ярко. Как же это работает?
Если мы возьмем медную катушку и поднесем к ней магнит, то получится такой же свечение. Другими словами, у нас огромная антенна катушки из тонкого провода с большим количеством витков, и магнитное поле, изменяющееся с низкой частотой.
А в эксперименте маленькая антенна, на магнитное поле изменяется с высокой частотой. И получается тот же результат. Чтобы зажечь такой светодиод, нужно совсем мало энергии. Но, учтите, все же большая ее часть прошла мимо этой маленькой антенны.

Если не получится достать свч диод, просто возьмите самый доступный диод 1n 4148. Соберите по той же схеме и тоже заметите эффект. Ну, правда, не так ярко.

Какой из этого можно сделать вывод? Когда вы набрали номер абонента, дождитесь, когда он ответит. Это будет видно на экране. А потом уже прикладывайте телефон к уху. Мощность сигнала, конечно, мизерная. Но все-таки. Это практически маленькая микроволновка.

Источник: youtu.be/NxZPp6ia8Ts

Ученые: производители обманывают о мощности излучения мобильных телефонов

Для некоторых это может быть не новость, но поколению «смартфонов» излучение сотового телефона может создать большие проблемы.

Согласно новым исследованиям, риск развития рака из-за излучения сотового телефона очень велик. Хотя скептики могут сказать, что доказательства, полученные путём проведения опытов на животных не совсем убедительны, кто захочет пренебречь осторожностью, когда дело касается рака?

Известно, что ионизирующее излучение — например, от рентгеновских аппаратов — может увеличить риск онкологических заболеваний из-за эффекта «дробления», который оно оказывает на клетки. Но риски, связанные с неионизирующим радиочастотным излучением (радиоизлучением) сотовых телефонов измерить сложнее. Как сообщается в Scientific American, радиоизлучение сотовых телефонов точно имеет одно биологическое воздействие: оно нагревает ткани возбуждёнными молекулами.

В ходе недавних исследований, проведённых учёными из Национальной программы по токсикологии (NTP) этот риск был изучен более тщательно. Полученные данные показали, что крысы, подвергавшиеся радиочастотному излучению в течение длительного времени, стали более восприимчивы к развитию редкого типа опухоли, известной как «шваннома». Шваннома — это опухоль из клеток Шванна, которые являются особым типом нейронов в периферической нервной системе. Также были выявлены доказательства других видов рака.

Во время исследования, которое проводилось в течение двух лет, опытам подверглись 3 000 крыс. На сегодняшний день это крупнейшее исследование радиочастотного излучения и рака в США. Учёные NTP воздействовали на животных радиоволнами с частотой 900 МГц и 1900 МГц в течение примерно 9 часов в день с мощностью от 1 до 10 Вт на килограмм веса в «близком радиусе действия», имитируя воздействие на человека сотового телефона.

В результате эксперимента выяснилось, что после излучения с частотой 900 МГц самцы крыс стали более восприимчивыми к злокачественным новообразованиям шванномы сердца. Также были получены доказательства злокачественной глиомы головного мозга у самок крыс. Другие виды рака были очевидны как у самцов, так и у самок, хотя связь была неясной. С другой стороны, у обоих полов после воздействия такого радиационного облучения проявились нераковые виды опухолей.

При частоте 1900 МГц сомнительные признаки рака лёгких, печени и других органов также стали очевидными.

Ещё одно исследование, приведённое итальянскими учёными из Института Рамаццини, показало, что радиационное излучение при «дальнем радиусе воздействия» также влияет на здоровье крыс. Такой тип воздействия имитировал беспроводное радиоизлучение, которому мы подвергаемся круглые сутки. Интересно, что в этом исследовании были получены аналогичные результаты: у самцов крыс было значительно больше шансов «заработать» шванномы сердца.

Кроме того, прошлые исследования показали, что количество радиации, излучаемой сотовыми телефонами, значительно выше, чем заявляют производители.

zen.yandex.ru

Тут про антенну для тф.

Названы самые опасные в мире смартфоны. Список

, Текст: Владимир Бахур

Уровень SAR-излучения любых современных смартфонов гораздо ниже допустимых пределов – на пути к рознице им не миновать регуляторов. Однако разброс этого параметра у разных моделей по-прежнему в разы.

Лидеры и аутсайдеры SAR-рейтинга 2018

Несмотря на то, что так называемое «SAR-излучение» (Specific absorption rate, удельный коэффициент поглощения электромагнитного излучения тканями человека) современных смартфонов весьма далеко от уровней, жестко регламентированных национальными регуляторами, ежегодно на рынке появляются модели с разбросом этого параметра в разы.

Степень поглощения электромагнитного излучения организмом человека может зависеть от множества факторов, таких как мощность излучения смартфона (максимальная и средняя), расстояние и расположение аппарата относительно головы или тела пользователя, габариты и форма смартфона и антенны, замеряемые частоты и др.

В связи с этим, уровень SAR оценивают несколькими способами, например, для головы, тела, в режиме одновременной передачи в разных частотных диапазонах (одновременное излучение, широкополосное излучение) и др.

SAR-излучение современных смартфонов отличается в разы

Вот так выглядят различные уровни SAR ряда современных смартфонов согласно официальной базе данных Федерального агентства по связи США (в алфавитном порядке брендов).

SAR-уровни популярных смартфонов 2018 года

Смартфон SAR: голова SAR: тело SAR: Max (ST)
Apple iPhone XS Max 1,00 Вт/кг 1,00 Вт/кг 1,52 Вт/кг
Apple iPhone XS 0,90 Вт/кг 0,99 Вт/кг 1,53 Вт/кг
Apple iPhone XR 0,90 Вт/кг 1,10 Вт/кг 1,59 Вт/кг
Honor 7X 1,11 Вт/кг 1,11 Вт/кг 1,43 Вт/кг
Huawei Mate 20 Pro 0,58 Вт/кг 0,81 Вт/кг 1,53 Вт/кг
HTC U12+ 0,66 Вт/кг 0,53 Вт/кг 1,33 Вт/кг
Google Pixel 3 XL 1,35 Вт/кг 1,19 Вт/кг 1,59 Вт/кг
Google Pixel 3 1,34 Вт/кг 1,34 Вт/кг 1,59 Вт/кг
LG V40 1,27 Вт/кг 1,28 Вт/кг 1,59 Вт/кг
LG G7 0,22 Вт/кг 1,06 Вт/кг 1,59 Вт/кг
Motorola Moto Z3 0,79 Вт/кг 1,18 Вт/кг 1,58 Вт/кг
OnePlus 6T 1,34 Вт/кг 1,19 Вт/кг 1,59 Вт/кг
OnePlus 6 1,26 Вт/кг 0,90 Вт/кг 1,53 Вт/кг
Samsung Galaxy Note 9 0,27 Вт/кг 0,76 Вт/кг 1,59 Вт/кг
Samsung Galaxy S9 Plus 0,36 Вт/кг 0,79 Вт/кг 1,59 Вт/кг
Samsung Galaxy S9 0,35 Вт/кг 0,96 Вт/кг 1,59 Вт/кг
vivo NEX 1,06 Вт/кг 0,29 Вт/кг
Xiaomi Pocophone F1 0,72 Вт/кг 0,75 Вт/кг

Если оценивать SAR-излучение только по влиянию на голову, безусловным лидером рейтинга с минимальным воздействием на пользователя является смартфон LG G7. За ним следует группа смартфонов Samsung Note 9, S9 и S9+ (и «затесавшийся» между vivo NEX).

Максимальное SAR-излучение «на голову» из рассматриваемой группы оказывают смартфоны семейство Google Pixel 3, OnePlus 6 и, как ни странно, LG V40, «отличившийся» по всем параметрам. Смартфоны Apple iPhone идут «плотной группой» с результатами в целом выше среднего: до критического уровня еще, безусловно, далеко, но также не близко от минимальных показателей.

По максимальному единовременному излучению многие смартфоны показывают уровень более 1,5 Вт/кг и выше, включая все новые модели Apple iPhone, Google Pixel 3, Samsung Galaxy Note 9/S9 и другие. Похоже, что FCC ограничивает максимальное излучение смартфонов именно по этому параметру.

Что такое SAR и как его оценивают

Стандарт SAR и методика его измерения, разработанные еще в 1996 г., часто являются объектами критики, однако до сих пор остаются одним из немногих численных методов оценки потенциального влияния излучения смартфона на человека. Тем не менее, для пользователей, желающих подстраховаться исключить любые непонятные факторы воздействия на свое здоровье, больший или меньший уровень излучения SAR может стать решающим фактором при выборе смартфона.

Как пандемия изменила подходы к организации рабочего пространства

Интеграция

Под уровнем SAR-излучения подразумевают скорость поглощения электромагнитной энергии тканями тела человека. В Европе и США принято измерять размерность SAR в ваттах на килограмм (за секунду), в России излучаемая мощность измеряется в ваттах на кв. см.

Наука до сих пор не представила доказательств, однозначно увязывающих излучение сотового телефона с проблемами со здоровьем, и особенно указывающих на излучение как на решающий фактор каких-либо заболеваний.

Значение SAR смартфона определяется показателями его работы на максимальной мощности, хотя в практических условиях мощность передачи зависит от множества условий. Как правило, чем лучше качество связи в точке местонахождения абонента, тем меньше мощность излучения, при этом уровень мощности передатчика смартфона управляется с базовой станции.

Ученые до сих пор не нашли связи между воздействием излучения смартфонов на ткани человека с разрушением молекул ДНК или ионизацией тканей. Общепринятая точка зрения гласит, что организм человека, состоящий из молекул воды на 70%, может преобразовывать энергию ВЧ-излучения в тепловую энергию, при этом изменение температуры тканей мозга более чем на 1°С считается критичным для здоровья.

В Европе по стандарту IEC 62209-1 допустимое значение излучения составляет 2 Вт/кг для 10 граммов тканей головы и 4 Вт/кг для других частей тела. При таких условиях температура тканей растет не более чем на 0,3°С, что считается безвредным для организма.

В США Федеральное агентство по связи (FCC) сертифицирует мобильные устройства с уровнем SAR не более 1,6 Вт/кг для 1 грамма тканей.

В России, согласно постановлению СаНПиН от 09 июня 2003 г., допустимое излучение не должно превышать 10 мкВт/кв. см. Несмотря на невозможность прямой конвертации SAR в стандарты нашей страны, эксперты отмечают, что в России требования к нормам излучения более жесткие, чем в Европе и США.



Мощность передатчика сотового телефона

Автор: Димитрий Завьялов (R0SI)

Все статьи на QRZ.RU Экспорт статей с сервера QRZ.RU Все статьи категории «Прочее»

Данная статья не имеет целью — уменьшение значимости в современном мире мобильного средства связи – сотового телефона, а имеет целью представить читателю объективные технические и медицинские доводы в том, что мобильный телефон не безопасен. С технической стороны рассмотрен самый распространённый в России и в Европе стандарт сотовой связи — с частотой 1900 МГц. С медицинской стороны, представлены выводы ВОЗ, Минздрава РФ, российских и зарубежных учёных. Даны рекомендации по безопасному пользованию сотового телефона.

Все знакомы с микроволновой печью, которая используется в быту для разогрева пищи, посредством микроволн. Частота этих микроволн примерно составляет 2400 МГц. А теперь сделаем сравнение. Длина волны излучающего сотового телефона на частоте 1900 МГц составляет примерно 16 см., а длина волн, излучаемых “микроволновкой” – примерно – 12 см. Как видно, разница 4 см. – несущественна. Клетки человеческой ткани состоят из молекул воды, других веществ, которые в своем составе имеют дипольные молекулы. Дипольные молекулы взаимодействуют только с электрической составляющей электромагнитного поля. В обычном состоянии клетки электрически нейтральны и их диполи размещены хаотически. В переменном электромагнитном поле диполи беспрерывно вращаются и, при переворотах, трутся между собой, выделяя тепло. Именно трение диполей является причиной нагрева тканей, подверженных СВЧ-излучению. У работающего мобильника, наибольшая интенсивность излучения и наибольшая излучаемая мощность приходится на голову. Таким образом, можно сделать вывод, что при долгом телефонном разговоре, с прислонённым к голове телефоном, можно получить разогрев, величина которого зависит от длительности телефонного разговора и расстояния между телефоном и телом человека.

Микроволновая печь (если она исправна и правильно эксплуатируется) безопасна для человека. СВЧ-излучение не проникает за пределы печи.

А теперь посмотрим, о чём нам скажет Руководство по эксплуатации, одного из мобильных телефонов. «Устройство сконструировано с учётом требований на предельные уровни облучения в радиочастотном диапазоне, установленных международными директивами. Данные директивы были разработаны независимой научно-исследовательской организацией ICNIRP и содержат допустимые границы безопасного облучения человека независимо от его возраста и здоровья. Для определения уровня облучения возникающего при работе мобильных устройств, используется единица измерения, называемая удельным коэффициентом поглощения (SAR). Предельное значение SAR, установленное в директивах ICNIRP, равно 2,0 Вт/кг с усреднением по десяти граммам ткани… Наибольшее значение коэффициента SAR для данного устройства в соответствии с директивами ICNIRP составляет 1,3 Вт/кг… . Значения SAR могут отличаться в зависимости от требований к испытаниям…» В Инструкциях по эксплуатации не указана максимально-допустимая длительность телефонного разговора, с точки зрения безопасного облучения человека. Это и понятно – не пишется то, что не вписывается в рынок. А наибольшее значение коэффициента SAR для мобильников сильно занижено (учитывая эффект «микроволновки» при длительном разговоре). Ведь по определению Удельный коэффициент поглощения (англ. Specific Absorption Rate — SAR) электромагнитной энергии — показатель, определяющий энергию электромагнитного поля, поглощающуюся в тканях тела человека за одну секунду. То есть величина SAR– в пропорциональной зависимости от времени. Остается только предположить, что испытания по измерению SARпроводились одномоментно, например – одну секунду, и как результат имеем цифру, написанную авторами инструкций.

Через 10 лет после начала массового использования мобильников, в конце мая 2011 года Всемирная Организация Здравоохранения подтвердила, что излучения сотового телефона могут вызвать онкологические заболевания. Вывод ВОЗ подтверждает правильность того, что в советское время, за работу в СВЧ полях, людям доплачивали за вредность, давали молоко и путёвки в санатории. В настоящее время является абсолютно доказанным фактом, способность СВЧ-волн вызывать изменения на клеточном уровне в организме человека, вызывать генные и неврологические нарушения, способствовать возникновению больных клеток в организме и болезнетворных опухолей.

Учеными установлено, что мобильная связь, впрочем, как и любой иной источник электромагнитного излучения (микроволновая печь, компьютер, радиотелефон или телевизор), является биологически активной, проще говоря, воздействующей на человека. Причем это действие, по мнению медиков, имеет четко «отрицательную направленность». Однако вред мобильных телефонов несоразмерен с другими приборами, поскольку мобильник в момент работы, то есть активности электромагнитного излучения, пребывает в непосредственной близости от глаз и мозга. Мало того, уровень этого излучения, не идет ни в какое сравнение с другими техническими средствами, то есть вред мобильных телефонов превышает пагубное воздействие компьютера, телевизора или радиотелефона в десятки раз. Излучение электромагнитного поля радиочастотного диапазона, которое генерируется трубкой, поглощается тканями головы, тканями мозга, в частности, а также сетчаткой глаза, структурами вестибулярного, слухового и зрительного анализаторов. Излучение это влияет как на отдельные структуры и органы непосредственно, так и опосредованно, на нервную систему, через проводник. Ученые доказали, что электромагнитные волны, проникая в ткани, неизбежно вызывают их нагревание. Что, с течением времени сказывается неблагоприятно на функционировании всего человеческого организма, в целом, и конкретно, на работе нервной, эндокринной, а также сердечнососудистой систем.

По результатам исследования, проведенного учеными Дании и Норвегии, пользователи сотовой связи жалуются чаще других на частые головные боли, постоянную сонливость и беспричинную раздражительность. Все эти признаки являются характерными для вегето-сосудистой дистонии. Также, под воздействием вредоносных СВЧ-полей, генерируемых мобильным телефоном, в организме человека возникает реакция, так называемого, напряжения иммунной системы. Врачи комментируют, что от этого снижается сопротивляемость организма болезням и другим внешним вредным воздействиям.

Дети и мобильный телефон – не совместимы. Ученые предупреждают: дети, которые пользуются мобильниками, подвергаются повышенному риску возникновения расстройств памяти и сна. Вред мобильного телефона для беременных, вообще не обсуждается – вредно, априори, особенно, если мамочка носит телефон, вися на шее, на «веревочке». Есть мнение, что основной причиной расстройств выступает электромагнитное излучение малой интенсивности, способное проникать в более тонкий и менее массивный череп ребенка. Если взрослые, в большей или меньшей степени от него защищены, то дети – абсолютно беззащитны. Это излучение воздействует на мозговые ритмы ребенка, внося в них разлад, и может нанести существенный вред иммунной системе, пребывающей в процессе развития и становления. Эффект вредности сотового телефона подобен радио помехам: излучение мобильника дестабилизирует клетки организма, нарушает функциональность нервной системы, провоцируя головные боли, расстройства сна и потерю памяти. И не имеет значения, смартфон или телефон у ребенка. Излучение мешает мозгу нормально работать, сбивая его «базовые настройки».

Мобильный телефон не позволяет выспаться. Казалось бы, вред мобильных телефонов должен ограничиваться временем разговоров по нему, говоришь меньше – вреда меньше, но не тут-то было. Даже неработающий мобильный телефон, просто лежащий рядом с кроватью, может навредить и помешать вам, выспаться. В действительности, электромагнитное излучение мобильника даже в режиме ожидания воздействует негативным образом на центральную нервную систему человека, нарушая нормальные смены фаз сна. По мнению российских специалистов «Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН», электромагнитное излучение, частотой от 900 мегагерц, которое создается современными мобильными телефонами, может интерферировать с природным, естественным электромагнитным излучением, которое создается живыми клетками организма. Частота последних также находится в диапазоне между 800-1000 мегагерц. А значит, это излучение способно вызвать некоторые сбои в работе человеческих нервных центров, которые регулируют функции организма — к примеру, чередование бодрствования и сна или фаз медленного и быстрого сна.

Аллергия на мобильники – больше не шутка. Что касается данных исследований ученых мира об опасности телефонного электромагнитного излучения, то они весьма противоречивы. Специалисты Института биофизики ГОСНЦ российского Минздрава, убеждены, что проблема в том, что на генерируемое излучение сотовыми телефонами разные люди реагируют по-разному. В частности, 15% населения планеты особо устойчивы, и просто не замечают его, у 70% людей срабатывают компенсаторные механизмы организма, и негативные последствия могут проявиться только спустя какое-то время, а вот 15% сотовых пользователей к электромагнитному излучению гиперчувствительные. У последних 15%, даже в результате однократного разговора по мобильнику наблюдаются повышенная утомляемость и проблемы со сном, а впоследствии развивается реакция, которая напоминает аллергическую, появляются перепады давления и головная боль. Беспрецедентный шаг совершило правительство Швеции: в этой стране существование аллергии на сотовые телефоны — официально признанный факт. Мало того, все мобильные аллергики страны могут получить весьма солидную сумму компенсации из госбюджета (порядка 250 тысяч долларов), чтобы переехать в отдаленные регионы, где нет телевидения и сотовой связи!

Приведём проект содержания официальных рекомендаций Министерства здравоохранения Российской федерации для населения, использующего сотовые телефоны и юридических лиц, ведущих деятельность в области сотовой связи:

  • Не использовать сотовые телефоны детям и подросткам до 16 лет.
  • Не использовать сотовые телефоны беременным, начиная с момента установления факта беременности и в течение всего периода беременности.
  • Не использовать сотовый телефон лицам, страдающим заболеваниями неврологического характера, включая неврастению, психопатию, неврозы, клиника которых характеризуется астеническими, навязчивыми, истерическими расстройствами, а также снижением умственной и физической работоспособности, снижением памяти, расстройствами сна, эпилепсией и эпилептическим синдромом, эпилептической предрасположенностью.

При использовании сотового телефона принимать меры по ограничению воздействия электромагнитного поля, а именно ограничить продолжительность разговоров (продолжительность однократного разговора – до 3 мин.), максимально увеличивать период между двумя разговорами (минимально рекомендованный – 15 мин), преимущественно использовать сотовые телефоны с гарнитурами и системами «свободные руки» («handsfree»).

Можно ли нейтрализовать вредность сотового телефона? Так или иначе, а в современном мире без мобильной связи никак нельзя. И, несмотря на весь вред мобильных телефонов, вряд ли кто-то, прочитав эту статью, откажется от него. Но ведь, что-то же, надо делать!? Благо, более или менее избежать вредности мобильного телефона все-таки можно, а главное совсем не трудно. Чтобы относительно нейтрализовать вред мобильника, используйте следующие приёмы, опубликованные в порядке убывания эффективности. Сразу оговоримся, то, что у вас смартфон или телефон — принципиального значения не имеет, вредность сотового телефона та же, мероприятия противодействия — идентичны.

И так, что делать?

  1. Звоните на улице. Если погода позволяет, во время разговора лучше выйти прогуляться — телефон-то мобильный. Дело в том, что стены помещения радиоволны в диапазоне 1-2 ГГЦ задерживают довольно сильно, снижая уровень мощности сигнала на близко 10-20 дБ, проще говоря, в 10-100 раз. Особенности стандартов связи не всегда могут обеспечить доступность всей дополнительной мощности при выносе наружу мобильника, но, преимущество всё же, очевидно. Когда выйти на улицу не получается, то повернитесь хотя бы таким образом, чтобы ваша голова не преграждала телефону «вид в окно» на улицу — это может дать дополнительных 5 дБ.
  2. Не держите трубку вплотную к уху. Затухание радиоволн сигнала является пропорциональным квадрату пройденного расстояния. Предположим, расстояние от антенны трубки, которая плотно прижата к уху, и до головного мозга примерно 1 см. Тогда, всего на 1 см отодвинув от уха трубку, вы увеличите расстояние от нее до мозга вдвое, а значит, мощность, излучаемая антенной в мозг, снизится в 4 раза! А ещё лучше использовать громкую связь, отодвинув от себя телефон подальше.
  3. Держите телефон за нижнюю часть. Антенна находится в верхней части телефонного аппарата. Если прикрывать ее рукой во время разговора, она теряет собственную эффективность примерно на 5-10 дБ, и поэтому заставляет передатчик повышать мощность в 3 раза как минимум. Особенно это актуально для телефонов, у которых внутренняя антенна, спрятанная. Она просто опущена вглубь корпуса на пару сантиметров, а значит, закрывается рукой чаще и плотнее.
  4. Держите трубку вертикально. Даже такие короткие радиоволны, как 1900 МГц — поляризованы, поэтому предпочтительнее, чтобы принимающая и передающая антенны были одинаково ориентированы, то есть вертикально. Как показывает опыт, простое изменение ориентации трубки телефона с вертикальной на горизонтальную, снижает уровень принимаемого сигнала от базовой станции в среднем на 5 дБ, то есть в 3 раза. А значит, и пользование телефоном в вертикальном положении в 3 раза безопаснее.
  5. Не слушайте телефонные гудки. Подносите телефонную трубку к уху только после ответа абонента на том конце. В момент посыла вызова мобильник работает на максимуме собственной мощности, вне зависимости от качества покрытия сети в данном месте. Излучаемая мощность сигнала снижается до минимального допустимого уровня, секунд через 20 после того, как была нажата кнопка «Вызов» — то есть, как раз к самому началу разговора. Кроме того, обратите внимание, что самый первый длинный гудок из трубки появляется только секунде на 10-й, поэтому нет смысла моментально прикладывать к голове телефон после набора номера. Но в крупных городах, даже это вас не защитит. Там плотная сотовая сеть, поэтому телефон может во время разговора часто переключаться между наиболее свободными базовыми станциями (подчас по 10 раз за одну минуту!). Мощность при каждом подобном переключении скачет до максимума и потом медленно снижается.
  6. Выбирайте телефон с SAR пониже. SAR (Specific Absorption Rate) – это удельный коэффициент поглощения электромагнитной энергии. Он, как правило, отличается для разных моделей в 2-3 раза, колеблясь в промежутке 0.3-0.9 Вт/кг. А, следовательно, отличается пропорционально и влияние на здоровье пользователя.

По мнению автора, полностью безопасно, сотовым телефоном, можно пользоваться только «как зеркалом», т. е. в случае крайней необходимости и быстро. Многие на это возразят: «Жить вообще вредно, сплошь и рядом кто-то, отчего-то да умирает! В нашей жизни, что ни возьми, все вредно, все губительно!» Может быть, однако, кто предупрежден, как говорится, тот вооружен. Лучше знать о последствиях и о том, как их избежать заранее, а дальше — личное дело каждого, прислушиваться или нет.

Дмитрий Завьялов – член Союза радиолюбителей России (позывной – R0SI).

Смотрите также

  • Путь наш во мраке

    5 сентября 2009 | 10065

  • ​Количественные понятия

    8 ноября 2020 | 9786 1 комментарий

  • Выставка «Компьютер. Связь. Безопасность» в Ижевске

    20 марта 2003 | 12277 Нет комментариев

  • О творческом «непослушании» — П.Л. Капица

    5 мая 2020 | 5785 1 комментарий

  • Современные зарубежные тактические устройства: радиостанции солдата

    3 сентября 2020 | 5481 Нет комментариев

  • Радиосвязь вооруженных сил Японии во Второй Мировой Войне

    28 августа 2020 | 4511 Нет комментариев

  • Слышу континенты. Почему чемпион мира по радиоспорту Александр R3ZZ переехал в шебекинское село

    3 августа 2020 | 35201 3 комментария

  • О спортивной радиосвязи на КВ и УКВ

    23 мая 2020 | 5857 Нет комментариев

Какая мощность излучения у сотового телефона?

Основными узлами сотовой связи являются – мобильный телефон и базовая станция. Во время вызова и разговора между ними возникает сильное электромагнитное поле, которое пронизывает тело человека, в первую очередь ткани головы – кожный покров, ухо и часть головного мозга. Заметим, что чем больше расстояние между базовой станцией и сотовым телефоном, тем слабее будет сигнал принимаемый телефоном от базовой станции, и тем большую мощность он должен будет излучать для поддержания связи.

Медики обнаружили, что загородные жители, часто говорящие по мобильному телефону, в несколько раз чаще подвержены опухоли головного мозга, чем городские жители. Если абонент находится далеко от базовой станции, то мощность его телефона максимальна. Если сотовый телефон принимает хороший и уверенный сигнал, то он работает на минимальной мощности.

Максимальная мощность излучения телефона: 0.2Вт для LTE(4G), 0.25Вт для UMTS(3G), 1Вт для GSM 1800МГц и 2Вт для GSM 900МГц

, а при наличии репитера мощность излучения телефона снижается до
10-20 милливатт
, что в
100 раз меньше!

Какое излучение от антенны вышки сотовой связи считается безопасным?

В России строительство базовых станций происходит по стандарту, который описан в СаНПиН 2.1.8/2.2.4. Предельно допустимая плотность потока энергии для частот на 900, 1800, 2100, 2600 МГц равна 10 мкВт/см2, или же 0,1 Вт/м2.

Зависимость плотности потока энергии от расстояния для типовой БС.

Пересечение графиков дает нам точку – это расстояние, на котором от базовой станции можно находиться сколько угодно долго и вреда для здоровья не будет никакого. Это 45 метров. В реальных условиях между БС и абонентом будет стекло или железобетонная стена, что еще больше ослабит сигнал. Также нужно учесть, что секторная антенна имееет определенную диаграмму направленности, и максимальный сигнал будет давать в главном лепестке, а вы как правило будете находиться от нее сбоку.

Ширина канала

И тут к нам приходит новое понятие – ширина канала. Если вы когда-нибудь настраивали роутер, то могли заметить в разделе «Wi-Fi» такое понятие. Чаще всего на частоте 2.4 ГГц ширина одного канала равняется 20-40 МГц. Многие маршрутизаторы могут сразу работать с двумя полосами, автоматически их меняя.

Если говорить просто – то ширина канала даёт возможность передавать за раз определенное количество информации. Это как дорога – на однополосной дороге при постоянном движении может проехать не так много машин. Но если добавить ещё несколько полос, то поток машин будет увеличен. И тут так же.

Выше представлены варианты ширины канала для частоты 5 ГГц: 20, 40, 80, 160 Mhz. Скорость передачи, как вы уже поняли, сильно вырастает, но при этом вырастает и шумность полосы. То есть приёмник будет ловить все шумы на всех каналах, что может сказаться на скорости.

Например, если у вас очень много соседей, которые сидят на 2.4 ГГц, то при использовании 40 МГц канала, можно ловить сигналы и от них. Проблемой 2.4 ГГц является распространенность этого стандарта, так как на нём сидят почти все, а также маленькое количество каналов: всего 11. А при использовании ширины канала в 40 МГц, приёмник может начать ловить помехи от соседних каналов.

Посмотрите на картинку выше, где используется ширина канала в 20 МГц. Если мы будем использовать 40 МГц, то дуга будет покрывать почти 6 каналов. А если на этих каналах сидят соседи, то связь будет хуже, будут лаги, прерывания, потери пакетов и в результате – падение скорости.

Mощность излучения сотового репитера

Излучаемую репитером мощность можно сравнить с базой обычного квартирного радиотелефона – около 100 мВт

, притом эта мощность делится на несколько антенн и антенны располагаются на достаточном от абонентов расстоянии. В свободном пространстве плотность электромагнитного потока от телефона убывает обратно пропорционально квадрату расстояния, и излучаемая мощность антенны репитера ничтожно мала.
Если сравнить с примером выше, то уже на расстоянии 1 метра от репитера уровень сигнала будет в несколько раз ниже по СаНПиН
.

Мощность мобильного сигнала

Мощность передачи мобильных сигналов является величиной, которую измеряют или прогнозируют в точке приема, то есть на значительном расстоянии от передающей антенны. Эта величина также выражается уровнем получаемого сигнала или интенсивностью оцениваемого поля. Очень часто, она измеряется как сила приема сигнала электрического поля в вольтах на расстояние или как мощность сигнала, получаемого принимающей антенной. Передатчики более высокой мощности, например, в радиовещании, используют величину дБ-милливольт на метр (дБмВ/м). А в устройствах, которые требуют намного более низкой мощности сигнала, такие как мобильные телефоны, эта мощность чаще всего выражается как дБ-микровольта метр (дБмкВ/м) или в децибелах как уровень приема в один милливатт (например – 80дБм).

В сотовых сетях радиус действия и базовых станций весьма ограничен, следовательно, мощность работы передатчиков радиостанций сравнительно невысока.

Передатчики самих же мобильных телефонов стандарта GSM 900, как правило, обладают максимальной мощностью в 2 Вт, а устанавливаемых на автомобили — около 8 Вт. Между тем в стандарте определяется 4 класса мощности от 800 мВт до 8 Вт.

Мощность передатчиков телефонов, которые работаю на стандарте GSM 1800 практически 2 раза меньше, что не может не сказываться на потребляемой ими энергии, и разумеется, на автономности работы «карманных» моделей. Однако радиус действия таких моделей значительно меньше, чем радиус действия передатчиков сотовых телефонов стандарта GSM 900, который при прочих равных условиях примерно в 16 раз больше.

Сложнее привести порядок величин для мощностей стационарных станций, поскольку операторы стараются держать это в секрете. Тем не менее можно сказать, что промежуток значений этих мощностей достаточно большой, учитывая разнообразие условий распространения сигналов на местности.

Можно догадываться, что мощность средней передающей станции, которая paботает в городских условиях и покрывает зону радиусом приблизительно в 2 км, составляет несколько десятков ватт на сектор (10 Вт = +40 дБмВт). Эта величина имеет место на выходе передатчиков, поскольку благодаря направленному действию антенны мощность излучения (эквивалентная изотропно-излучаемая мощность — ЭИИМ ) в заданном направлении может достигать сотен ватт (100 Вт = +50 дБмВт)! Приведенные выше цифры довольно близки к мощности излучения СВЧ печи, работающей с открытой! дверцей, и все-таки не сравнимы с сотнями киловатт, излучаемыми в диапазоне FM основными телевизионными и радиовещательными башнями (начиная с Эйфелевой башни, наиболее «грязной» в этом отношении).

В сельской местности эти значения могут быть еще выше за счет установки дополнительных усилителей для увеличения дальности работы.

Судя по информации из достоверных источников (каталогов изготовителей специальных измерительных приборов), максимальная, мощность на выходе передатчика может составлять около 30 Вт при работе на частоте 1800 МГц и 300 Вт — на частоте 900 МГц, но реально на практике не превышает 60-80 Вт. Это может показаться слишком большой величиной, учитывая высокую чувствительность как мобильных, так и фиксированных приемников (не хуже -100 дБмВт для портативной приемной станции хорошего качества). Но следует принимать во внимание не только потери при прохождении сигнала в свободном пространстве, но так же и воздействия всякого рода препятствий, расположенных между станцией и сотовым телефоном. Например, железобетонные строения способны ослаблять сигналы, проходящие через них (при внутреннем покрытии), в 100-1000 раз (то есть на 20-30 дБ). К числу препятствий можно также отнести кузова автомобилей, кроны деревьев и т.д. Влияние могут оказать и атмосферные осадки.

При отсутствии препятствий ослабление сигнала при распространении возрастает пропорционально квадрату расстояния, увеличиваясь, таким образом, на 6 дБ каждый раз, когда расстояние удваивается.

Следовательно, если спуститься в подземный гараж или в подвал, то ослабление сигнала будет таким же, как и при удалении на расстояние 30 км в пределах прямой видимости.

В следствии с исключительным разнообразием условий распространения сигналов было принято решение, что мощности передатчиков как базовых, так и мобильных станций будут постоянно регулироваться к текущим условиям (то есть выходная мощность может увеличиваться или уменьшаться). Этим и объясняется тот факт, что автономность работы мобильных телефонов в режиме «разговор» сильно зависит от условий распространения сигнала, и реально результаты часто оказываются не столь блистательными, как было обещано производителем.

Мощность передатчика (Tx Power, Output Power)

Разные единицы измерения. Некоторые производители указывают мощность в mW, некоторые — в dBm. Перевести dBm в mW и наоборот, не забивая себе голову формулами перерасчета, можно с помощью нашего калькулятора.

Стоит заметить, что зависимость между этими двумя представлениями мощности — нелинейная. Это легко увидеть при сравнении готовых значений в таблице соответствий, которая расположена на той же странице, где и вышеприведенный калькулятор:

  • Увеличение мощности на 3 dBm дает прирост в мВт в 2 раза.
  • Увеличение мощности на 10 dBm дает прирост в мВт в 10 раз.
  • Увеличение мощности на 20 dBm дает прирост в мВт в 100 раз.

Т. е., уменьшив или увеличив мощность в настройках «всего лишь» на 3 дБм, мы фактически понижаем или повышаем ее в 2 раза.

Чем больше, тем лучше? Теоретически, существует прямая зависимость — чем больше мощность, тем лучше, дальше «бьет» сигнал, тем больше пропускная способность (объем передаваемых данных). Для магистральных каналов точка-точка с направленными антеннами, поднимаемых на открытых пространствах, это действует. Однако во многих других случаях не все так прямолинейно.

  • Помехи в городе. Выкрученная на максимум мощность может скорее повредить, чем помочь в городских условиях. Слишком сильный сигнал, переотражаясь от многочисленных препятствий, создает массу помех, и в итоге сводит на нет все преимущества большой мощности.
  • Засорение эфира. Неоправданно мощный сигнал «забивает» канал передачи и создает помехи для других участников WiFi-движения.
  • Синхронизация с маломощными устройствами. Снижать TX Power может быть необходимо при соединении с маломощными устройствами. Для хорошего качества соединения, особенно двусторонне ёмкого трафика, такого как интерактивные приложения, онлайн-игры и т. д. нужно добиваться симметрии скорости для входящих и исходящих данных. Если же разница в мощности сигнала между передающим и принимающим устройствами будет значительна, это скажется на соединении не лучшим образом.

Мощности должно быть ровно столько, сколько необходимо. Даже при настройке точек доступа советуется сначала сбросить мощность до минимума и постепенно повышать, добиваясь наилучшего качества сигнала. При этом помните о нелинейной зависимости между мощностью, выраженной в дБм и фактической энергетической мощностью, о чем мы говорили в начале статьи.

Важно также учитывать, что дальность и скорость зависят не только от мощности, но и от КУ (коэффициента усиления) антенны, чувствительности приемника и т. д.

Чувствительность телефонов

Вопрос о том, как выбрать самую чувствительную модель сотового телефона, в различной форме постоянно задают в салонах мобильной связи, обсуждают в интернет-конференциях. Нередко спорщики, упорно доказывая преимущество их любимой модели, делятся на несколько непримиримых лагерей. При этом они обычно опираются на собственный опыт и результаты своих экспериментов.

Желание человека, приобретающего мобильный телефон, выбрать аппарат, который обеспечил бы надежную связь и на даче, расположенной вдали от цивилизации, и в офисе, находящемся в недрах железобетонного здания, понятно и естественно. Особенно досадно бывает обнаружить, что купленный за несколько сотен долларов «крутой» телефон даже не может зарегистрироваться в сети там, где работают аппараты самых дешевых моделей.

Давайте попытаемся разобраться в проблеме, так волнующей абонентов сотовой связи и тех, кто собирается ими стать, и определить их шансы на успех в поисках самого чувствительного телефона. При этом сразу оговоримся, что речь пойдет о системе сотовой связи и телефонах стандарта GSM.

Как уже, наверное, заметили читатели, знакомые с радиотехникой, то, что пользователи мобильной связи понимают под чувствительностью телефона, на самом деле – его способность работать в зоне неустойчивой связи. Ведь в радиотехнике понятие «чувствительность» относится к радиоприемнику и касается функции приема радиосигнала. В сотовом телефоне связь обеспечивается не только приемником, но и передатчиком и антенной. Совершенно очевидно, что пользоваться телефоном с очень чувствительным приемником, но неработающим передатчиком или антенной, невозможно.

Итак, что же влияет на работоспособность мобильного телефона в зоне неустойчивой связи?

Влияние параметров телефона

Разные телефоны действительно могут иметь разную чувствительность приемников, т.е. способность правильно принимать сигнал при достаточно низком его уровне на входе приемника. Это вызвано тем, что при изготовлении всех деталей телефонов имеются небольшие допуски на размеры деталей, качество сырья, параметры комплектующих. В конечном итоге они приводят к отличиям характеристик даже разных экземпляров одной модели телефона. С другой стороны, в современных сотовых телефонах в ряде случаев применяются одинаковые микросхемы и многие другие компоненты, что позволяет обеспечить очень небольшие отличия характеристик телефонов, в том числе и чувствительности приемников.

Стандартами сотовой связи определены и заданы уровни сигнала на входе приемника, при которых телефон должен правильно принимать информацию. При более низких уровнях сигнала качество работы приемника телефона не гарантируется, однако именно в таких условиях находится аппарат в зоне неустойчивой связи. Снижение уровня входного сигнала по-разному влияет на работу приемников телефонов, но какой-либо закономерности изменения их чувствительности в зависимости от модели и производителя не прослеживается (если, конечно, не сравнивать современные модели с очень старыми).

Понятно, что при пониженной мощности передатчика телефона приемник базовой станции системы сотовой связи не сможет качественно принимать и обрабатывать его сигнал. Стандарты сотовой связи устанавливают требования к выходной мощности передатчика и, что очень важно для понимания рассматриваемого вопроса, допустимые пределы ее отклонения от номинального значения. Эти допуски позволяют удешевить производство телефонов, что очень важно для массовой продукции. Например, максимальная выходная мощность передатчика совершенно исправного телефона стандарта GSM может отличаться от номинального значения не более чем в 1,78 раза (на 2,5 дБ) в большую или меньшую сторону. Таким образом, параметры выходной мощности передатчиков двух телефонов могут отличаться друг от друга в 3,16 раза (на 5 дБ).

Теперь обратим наше внимание на антенну телефона, которая является одним из важных элементов и прямого (от базовой станции к телефону), и обратного (от телефона к базовой станции) канала связи. К сожалению, очень многие пользователи относятся к антенне как к декоративному элементу, заменяют ее на другую, например меньшего размера, телескопическую, мерцающую разноцветными огоньками, украшенную различными элементами и даже драгоценными камнями. При этом зачастую упускаются из виду функциональные характеристики антенны – далеко не все декоративные антенны работают столь же хорошо, как штатные.

За последние годы антенны сотовых телефонов довольно сильно видоизменились. Еще два-три года назад они в основном представляли собой гибкие выдвижные «удочки», которые требовалось вытягивать на полную длину на время разговора. Сегодня антенны чаще всего или делают в виде небольшого выступа в верхней части корпуса телефона, или вообще встраивают внутрь, причем последние ничем не выдают своего присутствия и местоположения, и это может сыграть с абонентом злую шутку. Те из них, кто не имеет привычки читать инструкции по пользованию телефонами (в которых содержатся важные рекомендации), своими действиями существенно усложняют и без того непростые условия работы антенны. Например, можно видеть, как во время разговора пользователь держит телефон рукой так, что антенна оказывается у него в ладони или закрыта пальцами. А ведь рука поглощает радиоволны и тем самым может ослаблять в 10 и более раз (на 10 и более дБ!) как принимаемый, так и передаваемый телефоном сигнал.

Существенно снижается отрицательное влияние рук, головы и туловища при использовании гарнитуры hands free, поскольку это позволяет держать аппарат и, соответственно, его антенну на расстоянии от поглощающего радиоволны тела.

Кроме того, пользователь телефона получает возможность, наблюдая за индикатором, найти и поддерживать то положение аппарата, при котором связь будет наилучшей.

Теперь рассмотрим параметры телефонов и некоторые факторы, которые для рядового пользователя менее очевидны, но значительно влияют на качество связи.

Для автоматического управления работой телефона в цифровой сети сотовой связи необходима информация об уровнях сигналов базовых станций, которые может принимать телефон в месте его нахождения. Эта информация используется телефоном в режиме ожидания вызова для выбора той базовой станции, с которой в конкретный период времени условия связи считаются оптимальными, а во время разговора используется системой для принятия решения о переключении разговора на ту базовую станцию, с которой условия связи будут лучше. Для получения информации телефон должен «уметь» измерять уровень мощности входного сигнала на частотах, указанных системой, причем стандарты предусматривают допустимую ошибку измерения при работе в обычных условиях в 6,3 раза (+/-4 дБ), а в критических (жара, мороз и т. п.) – даже в 15,8 раза (+/-6 дБ). (Подчеркнем, что речь идет о допусках для исправных аппаратов, предусмотрены они для удешевления производства телефонов.)

Влияние природных и системных факторов

Реальные условия работы сотового телефона трудно назвать комфортными. Сигнал, принимаемый аппаратом, представляет собой комбинацию множества отраженных от окружающих предметов сигналов, достигающих антенны со случайными, трудно прогнозируемыми амплитудой и фазой. Из-за изменения условий распространения для разных составляющих амплитуда и фаза результирующего сигнала довольно быстро и в значительной степени изменяются. Этот эффект называется замираниями или федингом (fading). Исследования показывают, что в диапазонах частот, используемых в сотовой связи, даже при небольшом, всего на 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).

Людям кажется совершенно естественным, что во время телефонного разговора они могут и говорить, и слышать друг друга. Однако для того чтобы это было возможно, одновременно должны работать два канала радиосвязи – прямой и обратный. Сбой в работе даже одного из них создает проблемы для собеседников, а иногда делает проведение разговора вообще невозможным. Заметим, что для прямого и обратного каналов связи одновременно используются две разные частотные полосы, что приводит к возникновению некоторых технических проблем.

В режиме ожидания вызова, т.е. до установления соединения, телефон не имеет никакой информации об условиях связи на обратном канале. Телефон может только измерить уровень сигнала, принимаемого на прямом канале, но об условиях связи на обратном канале и телефон и система могут только «догадываться».

Разработчики стандартов GSM хорошо понимали эту проблему и, описывая правила выбора канала для настройки телефона на частоту передатчика базовой станции, указывали, что телефон настраивается на ту базовую станцию, с которой высокая вероятность установления связи на обратном канале. Вопреки имеющим место заблуждениям некоторых пользователей, находясь в режиме ожидания вызова, телефон не излучает сигнал постоянно, что позволило бы базовой станции принимать его и непрерывно отслеживать условия связи. Телефон включает передатчик на очень короткое время только при пересечении им границ областей, назначенных при проектировании сети, чтобы проинформировать систему о своем перемещении. Находясь в пределах одной области, он делает это с указанной системой периодичностью (один раз в несколько часов телефон коротким обменом информацией подтверждает свое присутствие в той же самой области).

Каждая базовая станция системы сотовой связи передает на телефоны по каналу управления служебную информацию, содержащую среди прочего и минимальный уровень принимаемого телефоном сигнала, при котором аппарату разрешено «общаться» с данной базовой станцией в режиме ожидания вызова. Если уровень принимаемого телефоном сигнала ниже предписанного системой минимального значения, то аппарату запрещено общаться с данной базовой станцией.

Особенности поведения телефона в зоне неустойчивой связи

Теперь рассмотрим, как описанные выше параметры и факторы влияют на работоспособность сотового телефона в зоне неустойчивой связи, и постараемся объяснить, почему в сходных ситуациях разные телефоны ведут себя различно. Прежде всего телефон пытается зарегистрироваться в сети. Для этого он должен принимать сигнал канала управления хотя бы от одной базовой станции с уровнем не меньшим, чем разрешает система.

Предположим, что в месте расположения телефона реальный уровень сигнала базовой станции равен -103 дБм, а система сообщает ему, что доступ к ней разрешен при уровне -105 дБм. Если измеритель в приемнике телефона настроен так, что уровень сигнала занижается на 4 дБ (это, как мы уже говорили, вполне допустимо), то телефон справедливо решит, что уровень принимаемого сигнала (-107 дБм) слишком низок, и он не имеет права обращаться к системе. В результате аппарат не сможет зарегистрироваться в сети и название сети на его дисплее не появится.

Другой телефон, у которого настройка измерителя уровня сигнала смещена на те же 4 дБ, но в другую сторону, в этом же месте и даже там, где реальный уровень сигнала будет не -103, а, например, -108 дБ, может зарегистрироваться в сети и покажет на своем дисплее ее название. Абонент, наверняка, будет очень горд за свой сверхчувствительный телефон. Но прав ли он?

Вышеизложенное позволяет понять, почему из двух телефонов, находящихся, казалось бы, в равных условиях, один «видит» сеть и показывает на дисплее ее название (если только ему не запрещено в ней регистрироваться из-за отсутствия роумингового соглашения между операторами), а другой нет. Как видим, причина этого может заключаться лишь в том, что у этих телефонов по-разному настроены измерители уровней принимаемого сигнала, а вовсе не в том, что у одного чувствительность выше, и уж тем более это никак не связано ни с ценой ни с качеством изготовления телефона.

Теперь рассмотрим другие ситуации. Нередко абоненты жалуются на то, что им не могут дозвониться, хотя телефон «видит» сеть и даже показывает достаточно высокий уровень принимаемого от базовой станции сигнала. Мы не будем здесь говорить о случаях, связанных с перегруженностью каналов связи или коммутаторов, которая не позволяет системе предоставить свободный канал связи для проведения разговора, а более подробно остановимся на проблемах, возможных на участке радиосвязи «базовая станция – телефон».

При поступлении звонка, предназначенного абоненту сотовой связи, система посылает сигнал вызова на его телефон. В ответ на это аппарат должен откликнуться. После проверки полномочий абонента (аутентификации) с ним будет установлено соединение на частотном канале, назначенном системой. Для того чтобы соединение состоялось, значения выходной мощности передатчиков телефона и базовой станции и чувствительности их приемников должны быть согласованы. Однако, как мы уже говорили, выходная мощность передатчика телефона может быть ниже номинального значения в 1,78 раза (на 2,5 дБ), да и условия на обратном канале связи могут быть существенно менее благоприятными, чем на прямом канале, по которому телефон принял вызов. В результате система может не «услышать» ответ телефона на вызов или установление соединения на канале, назначенном системой для проведения разговора (канале трафика), окажется невозможным.

Из-за недостаточной информации об условиях связи на обратном канале могут происходить и разрывы соединения во время переключения с одной базовой станции на другую при передвижении абонента (handover).

Наконец, в условиях низкого уровня сигнала основной причиной неудачного соединения может стать расположенный поблизости источник мощных помех.

У читателя вполне закономерно может возникнуть вопрос: а нельзя ли настроить телефон так, чтобы его параметры были наиболее благоприятными для связи? И да, и нет. Дело в том, что для этого при производстве потребуется усложнить схемы и/или компоненты, отвечающие за настройку параметров, и поддержание их в заданных пределах. А это неизбежно увеличит стоимость телефонов. При существующих схемных и технических решениях можно изменить в некоторых пределах настройку параметров и приблизить их к разрешенным границам. Только это, с одной стороны, не гарантирует, что параметры не «убегут» за допустимые пределы под воздействием факторов окружающей среды (температуры, уровня влажности) и из-за старения, а с другой стороны, может снизить надежность телефона, поскольку при увеличении мощности передатчика работать ему придется в более напряженном режиме. Кроме того, неконтролируемое увеличение мощности передатчика сверх нормативного уровня, в том числе за счет внешних усилителей (бустеров), во многих сетях запрещено, так как это может создать помехи для работы не только других сотовых телефонов, но и определенных государственных служб (например, аэронавигационных).

Стоит упомянуть и о таком распространенном заблуждении пользователей. Иногда они пытаются сравнивать чувствительность телефонов разных моделей и производителей на основе показаний индикаторов уровня. Конечно, эти показания жестко связаны с результатами измерений уровня принимаемого сигнала. Однако, как мы уже говорили выше, измерения могут иметь различную точность, уровень сигнала может существенно изменяться даже при незначительном изменении положения телефона, а самое главное, вид индикаторов не регламентирован стандартами. Это касается не только расположения и количества полосок или кубиков – элементов индикатора, но и уровней сигнала, принимаемого телефоном, при которых появляется очередной элемент. Из этого следует, что сравнивать чувствительность телефонов по показаниям индикаторов уровней просто бессмысленно.

Так как же выбрать модель телефона, которая наилучшим образом будет работать в зоне неустойчивой связи? Думаю, что прежде всего нужно обращать внимание на функциональные возможности телефона, удобство пользования, дизайн и, наконец, цену. А дальше – как повезет. В зоне с нормальным уровнем сигнала особенности параметров и настройки телефона никак не проявятся. В зоне же неустойчивой связи, слабого сигнала, если повезет и попадется телефон с более благоприятным вариантом настройки, он будет работать чуть лучше, если не повезет, связь будет чуть хуже или ее не будет вообще. В любом случае в зоне неустойчивой связи полезно помочь своему телефону, подключив внешнюю направленную антенну или хотя бы гарнитуру hands free. Ведь нельзя же требовать компенсации всех недостатков, которые имеет зона обслуживания оператора сотовой связи, только от маленького телефона.

Для справки:

Децибелы (дБ) – логарифмические единицы, широко используемые в радиотехнике для выражения отношения двух величин. Отношение напряжений (U) и мощностей (P) двух сигналов в децибелах можно выразить так:

N = 20 log (U1/U2) = 10 log (P1/P2)

Если в качестве одной из величин в отношении используется некое эталонное абсолютное значение, то появляется возможность выражать уже абсолютные значения в логарифмических единицах. Например, если принять за эталонное значение мощность 1 мВт, то другие абсолютные значения мощности можно будет выражать в логарифмических единицах «дБм» (децибел к милливатту), которые часто используются в радиотехнике. При этом положительные значения соответствуют уровням, превышающим эталонное значение, а отрицательные – уровням ниже эталонного значения.

Обзор технологий сотовых телефонов


Цифровой сотовый телефон от Nokia.

Было бы полезно дать обзор технологии сотовых телефонов здесь, поскольку это вполне соответствует нашим установка. Посмотрим, как сотовый телефон работает? Чем он отличается от обычного телефона? Что все эти запутанные термины, такие как PCS, GSM, CDMA и Значит TDMA?

Начнем с основ: по сути, сотовый телефон — это радио.Одна из самых интересных особенностей сотового телефона заключается в том, что он на самом деле радио — чрезвычайно сложное радио, но все же радио. Телефон был изобретен Александром Грэмом Беллом в 1876 году, а беспроводная связь может проследить его корни до изобретения радио Николаем Тесла в 1880-е годы (официально представлен в 1894 году молодым итальянцем по имени Гульельмо. Маркони). Было вполне естественно, что эти две великие технологии со временем объединятся!

В темные века до сотовых телефонов люди кто действительно нуждался в мобильной связи установил радио телефоны в своих машинах.В радиотелефонной системе был один центральная антенная вышка на город, и возможно 25 каналов доступно на той башне. Эта центральная антенна означала, что телефон в вашем автомобилю нужен был мощный передатчик — достаточно большой, чтобы передать 40 или 50 миль (около 70 км). Это также означало, что не многие люди могли пользоваться радио. телефоны — каналов просто не хватало.

Гений клеточной системы деление города на маленькие ячеек .Это позволяет использовать расширенную частоту . повторно использовать по всему городу, чтобы миллионы людей могли пользоваться сотовыми телефонами одновременно. В типичной аналоговой системе сотового телефона в США Штаты, оператор сотовой связи получает около 800 частот использовать по городу. Носитель дробит город на ячейки. Каждый размер ячейки обычно составляет около 10 квадратных миль (26 квадратных миль). километров). Ячейки обычно представляют собой шестиугольники на большом шестиугольнике . сетка , вот так:


Поскольку в сотовых телефонах и базовых станциях используются маломощные передатчики, одни и те же частоты могут быть повторно использованы в несмежных ячейках.Две фиолетовые клетки можно повторно использовать одни и те же частоты.

Каждая ячейка имеет базовую станцию ​​, которая состоит из башни и небольшого здания с радиооборудованием (подробнее о базовых станциях позже).

Одна ячейка в аналоговой системе использует одна седьмая доступного дуплекса голосовые каналы. То есть каждая ячейка (из семи на гексагональной сетке) использует одну седьмую доступных каналов, поэтому имеет уникальный набор частоты и нет коллизий:

  • Оператор сотовой связи обычно получает 832 радиочастоты для использования в городе.
  • Каждый сотовый телефон использует две частоты на звонок — дуплекс канал — так что обычно 395 голосовых каналов на перевозчик. (Остальные 42 частоты используются для каналов управления — подробнее об этом в следующем страница.)
  • Следовательно, в каждой ячейке около 56 голосовые каналы доступны.

То есть в любой камере 56 человек могут разговаривать по мобильному телефону одновременно.С цифровым методы передачи, количество доступных каналов увеличивается. Для Например, цифровая система на основе TDMA может передавать в три раза больше звонки как аналоговая система, поэтому каждая ячейка имеет около 168 доступных каналов (посмотри это страницу для получения дополнительной информации о TDMA, CDMA, GSM и других цифровых сотовый телефон).

Сотовые телефоны имеют маломощных передатчиков в них.Многие сотовые телефоны имеют два уровня сигнала: 0,6 Вт и 3 Вт. (для сравнения, большинство радиостанций CB передают на уровне 4 Вт). Базовая станция также передача на малой мощности. Передатчики малой мощности имеют два преимущества:

  • передач базового станции и телефоны в ее ячейке не уносятся далеко за пределы эта ячейка. Следовательно, на рисунке выше обе фиолетовые ячейки может повторно использовать те же 56 частот .Те же частоты могут быть многократно используется по всему городу.
  • потребляемая мощность ячейки телефон, который обычно работает от батареи, относительно низкий. Низкий мощность означает маленькие батарейки, и это то, что сделало возможными карманные сотовые телефоны.
Сотовый подход требует большого количества базовых станций в городе любого размера. Типичный большой город может иметь сотни башен.Но поскольку так много людей пользуются сотовыми телефонами, затраты на Пользователь. Каждый оператор в каждом городе также имеет один центральный офис под названием Mobile. Аппарат телефонной коммутации (МТСО). Этот офис обрабатывает все телефонные соединения с обычной наземной телефонной системой и контролируют все базовых станций в регионе.

А теперь разберем, что происходит мы, когда вы (и ваш мобильный телефон) перемещаетесь из ячейки в ячейку.

От сотового к сотовому
Все сотовые телефоны имеют специальные коды , связанные с ними. Эти коды используются для идентификации телефона, владельца телефона и поставщик услуг.

Допустим, у вас есть сотовый телефон, вы включаете он включен, и кто-то пытается дозвониться до вас. Вот что происходит с вызовом:

  • При первом включении телефона он прослушивает SID (см. врезку) на канале управления .Канал управления — это особая частота, которую телефон и база станции используются, чтобы разговаривать друг с другом о таких вещах, как установка вызова и изменение канала. Если телефон не может найти каналы управления для послушайте, он знает, что это вне диапазона , и отображает «нет» сервисное сообщение.
  • При получении SID телефон сравнивает это на SID, запрограммированный в телефоне.Если идентификаторы безопасности совпадают, телефон знает, что сотовый, с которым он связывается, является частью его домашнего система.
  • Наряду с SID телефон еще передает запрос на регистрацию , и MTSO отслеживает местоположение вашего телефона в базе данных — таким образом, MTSO знает, какой сотовый, в котором вы находитесь, когда он хочет позвонить на ваш телефон.
  • MTSO принимает вызов, и он пытается найти вас .Он смотрит в свою базу данных, чтобы узнать, какая ячейка ты внутри.
  • MTSO выбирает пару частот что ваш телефон будет использовать в этой ячейке, чтобы ответить на звонок.
  • MTSO связывается с вашим телефоном по каналу управления , чтобы указать ему, какие частоты использовать, и как только ваш телефон и башня включат эти частоты, звонок подключен . Вы разговариваете по двусторонней радиосвязи с друг!
  • По мере приближения к краю ячейка, базовая станция вашей ячейки отмечает, что ваш сигнал сила убывает.Между тем, базовая станция в ячейке вы движетесь к (который слушает и измеряет сигнал сила на всех частотах, а не только на своей одной седьмой) видит ваш уровень сигнала телефона увеличивается. Две базовые станции координируют друг с другом через MTSO, и в какой-то момент ваш телефон получит сигнал на канале управления, говорящий об изменении частоты. Эта рука off переключает ваш телефон на новую ячейку.

Во время путешествия сигнал передается от ячейки к ячейке.

Роуминг
Если SID на канале управления не совпадает с SID, запрограммированным в ваш телефон, тогда телефон знает, что это в роуминге . MTSO ячейка, в которой вы находитесь в роуминге, контактирует с MTSO вашей домашней системы, которая затем проверяет свою базу данных на , подтверждает , что SID телефона, который вы используется.Ваша домашняя система проверяет ваш телефон на местный MTSO, который затем отслеживает ваш телефон, когда вы перемещаетесь по его ячейкам. И что удивительно, все это происходит в считанные секунды!

Сотовые телефоны и выключатели
Хороший способ понять сложность сотового телефона — это сравните это с радио CB или рацией.

  • Одностороннее и двустороннее — Оба рации и радиостанции CB — это симплексных устройств .То есть два люди, общающиеся по радио CB, используют ту же частоту, поэтому одновременно может говорить только один человек. Сотовый телефон дуплекс устройство. Это означает, что вы используете одну частоту для разговора, а во-вторых, отдельная частота для прослушивания. Оба абонента могут говорить сразу.
  • Каналы — рация обычно имеет один канал, а радиостанция CB имеет 40 каналов.Типичный сотовый телефон может общаться по 1664 каналам и более!
  • Range — рация передайте около 1 мили (1,6 км) с помощью передатчика 0,25 Вт. CB радио, поскольку оно имеет гораздо большую мощность, может передавать около 5 миль (8 км) с помощью 5-ваттного передатчика. Сотовые телефоны работают в пределах ячеек , и они могут переключать клетки при перемещении. Сотовые телефоны дают сотовые телефоны невероятный диапазон.Кто-то, использующий мобильный телефон, может проехать сотни миль и поддерживать разговор все время из-за клеточный подход.


В симплексной радиосвязи оба передатчика используют одну и ту же частоту. Только одна сторона может разговаривать одновременно.

В дуплексном радио два передатчика используют разные частоты, чтобы обе стороны могли разговаривать одновременно.
Сотовые телефоны дуплексные.

В следующем разделе вы подробно рассмотрите внутри цифрового сотового телефона.

Внутри сотового телефона
По шкале «сложность на кубический дюйм» сотовые телефоны одни из самых сложных устройств, с которыми люди играют ежедневно. Современные цифровые сотовые телефоны могут обрабатывать миллионов вычислений за второй для сжатия и распаковки голосового потока.


Детали сотового телефона

Если разобрать сотовый телефон, вы обнаружите что он состоит всего из нескольких отдельных частей:

Печатная плата — это сердце системы. Вот один из типичных Nokia цифровой телефон:


Передняя часть печатной платы

Задняя часть печатной платы

На фотографиях выше вы видите несколько компьютерные чипы.Давайте поговорим о том, что делают отдельные чипы. В аналогово-цифровых преобразователей и цифро-аналоговых преобразователей преобразовать исходящий аудиосигнал из аналогового в цифровой и входящий сигнал из цифрового обратно в аналоговый. Вы можете узнать больше о Преобразование A-to-D и D-to-A и его важность для цифрового звука в How Компакт диски работают. Цифровой сигнальный процессор (DSP) — это настраиваемый процессор, предназначенный для обработки сигналов расчеты на высокой скорости.


Микропроцессор

Микропроцессор выполняет все работы по обслуживанию клавиатуры и дисплея, занимается с передачей сигналов управления и контроля с базовой станцией, а также координирует остальные функции на плате. ROM и Flash Микросхемы памяти обеспечивают память для работы телефона системы и настраиваемые функции, такие как телефонный справочник.Радио частота (RF) и мощность Секция обрабатывает управление питанием и подзарядка, а также работает с сотнями каналов FM. Наконец, RF усилители обрабатывают сигналы, идущие к антенне и от нее.


Контакты дисплея и клавиатуры

Дисплей значительно вырос в размерах, поскольку количество функций в сотовых телефонах увеличились.Большинство современных телефонов имеют встроенные телефонные справочники, калькуляторы и даже игры. И многие из телефонов включают в себя какой-либо тип КПК или Web браузер .


Карта флэш-памяти на печатной плате

Карта флэш-памяти удалена

Некоторые телефоны хранят определенную информацию, например в качестве кодов SID и MIN во внутренней флэш-памяти, в то время как другие используют внешние карты, похожие на SmartMedia открытки.


Динамик сотового телефона, микрофон и резервный аккумулятор

В сотовых телефонах есть такие крошечные динамики и микрофоны, что просто невероятно, насколько хорошо большинство из них воспроизводят звук. Как вы можете видеть на картинке выше, размер динамика составляет примерно десять центов и микрофон не больше батареи часов рядом с ним. Говоря о батарее часов, она используется внутренним аккумулятором сотового телефона . микросхема часов .

Что удивительно, так это то, что все это функциональность, которая всего 30 лет назад заполнила бы весь этаж офисного здания — теперь умещается в упаковке, в которой удобно ладонь твоей руки!

AMPS
В 1983 году стандарт аналоговых сотовых телефонов назывался AMPS . (Advanced Mobile Phone System) была одобрена FCC и впервые использовалась в Чикаго.AMPS использует диапазон частот от 824 мегагерц (МГц) до 894 МГц для аналоговой ячейки телефоны. Чтобы стимулировать конкуренцию и удерживать низкие цены, США правительство требовало наличия двух перевозчиков на каждом рынке, известные как перевозчики A и B. Одним из перевозчиков обычно была местная телефонная станция . оператор (LEC), причудливый способ обозначить местную телефонную компанию.

Каждому из операторов A и B назначено 832 частоты : 790 для голоса и 42 для данных.Пара частот (одна для передачи и один для приема) используется для создания одного канала . Частоты, используемые в аналоговых голосовых каналах, обычно составляют 30 кГц широкий — 30 кГц был выбран в качестве стандартного размера, потому что он дает вам голос качество сопоставимо с проводным телефон.

Частоты передачи и приема каждый голосовой канал разделен 45 МГц , чтобы они не мешают друг другу.У каждого оператора также есть 395 голосовых каналов. как 21 канал данных для использования в служебных целях, таких как регистрация и пейджинг.

Версия AMPS, известная как Narrowband Advanced Mobile Phone Service (NAMPS) включает в себя некоторые цифровые технология, позволяющая системе передавать примерно в три раза больше вызовов как оригинальная версия. Несмотря на то, что он использует цифровые технологии, он до сих пор считается аналогом.AMPS и NAMPS работают только в диапазоне 800 МГц. и не предлагают многие из функций, характерных для цифровой сотовой связи, таких как электронная почта и просмотр веб-страниц.

Цифровая версия Along Comes
Цифровые сотовые телефоны используют ту же радиотехнологию, что и аналоговые. телефоны, но они используют его по-другому. Аналоговые системы не полностью использовать сигнал между телефоном и сотовой сетью — аналоговый сигналы не могут быть сжаты и обработаны так же легко, как настоящие цифровые сигнал.Это причина того, что многие кабели компании переходят на диджитал — поэтому они могут разместить на каналов больше в пределах заданной полосы пропускания . Удивительно, насколько эффективнее цифровые системы могут быть.

Цифровые телефоны преобразуют ваш голос в двоичный информации (единицы и нули), а затем сжать ее (см. Как Аналогово-цифровая запись работает для получения подробной информации о процессе преобразования). Это сжатие позволяет использовать от трех до 10 цифровых сотовых телефонов. вызовы, чтобы занять место одного аналогового вызова .

Многие цифровые сотовые системы полагаются на сдвиг частоты keying (FSK) для передачи данных туда и обратно через AMPS. ФСК использует два частоты , одна для единиц, а другая для нулей, чередуется быстро между двумя, чтобы отправить цифровую информацию между вышками сотовой связи и телефон. Для преобразовать аналоговую информацию в цифровую, сжать и преобразовать обратно опять же с сохранением приемлемого уровня качества голоса.Все это означает, что цифровые сотовые телефоны должны содержать большую вычислительную мощность!

Технологии сотового доступа
Есть три общие технологии, используемые сетями сотовой связи для передача информации:

  • Множественный доступ с частотным разделением каналов (FDMA)
  • Множественный доступ с временным разделением каналов (TDMA)
  • Множественный доступ с кодовым разделением каналов (CDMA)
Хотя эти технологии звучат очень пугающе, вы можете получить хорошее представление о том, как они работают, просто взломав вниз по названию каждого.

Первое слово говорит вам, к чему имеет доступ метод есть. Второе слово, , деление , дает понять, что разделяет вызовы на основе этого метода доступа.

  • FDMA помещает каждый вызов на отдельную частоту .
  • TDMA назначает каждому вызову определенную часть из времени на заданной частоте.
  • CDMA дает уникальный код каждому колл и спреды это по доступным частотам.
Последняя часть каждого имени кратна доступ . Это просто означает, что более одного пользователя могут использовать каждый клетка.

FDMA разделяет спектр на отдельные голосовые каналы, разделив их на одинаковых блоков с полосой пропускания . К лучше понять FDMA, подумайте о радиостанциях: каждая станция отправляет свои сигнал на другой частоте в доступном диапазоне. FDMA используется в основном для аналоговой передачи .Хотя он, безусловно, способен несущий цифровую информацию, FDMA не считается эффективным метод цифровой передачи.


В FDMA каждый телефон использует свою частоту.

TDMA — это метод доступа, используемый электроникой. Промышленный альянс и телекоммуникации Промышленная ассоциация Interim Standard 54 (IS-54) и Interim Стандарт 136 (ИС-136).Используя TDMA, узкополосный , который составляет 30 кГц ширина и длина 6,7 миллисекунд разбиты по времени на три временных интервала .

Узкая полоса означает «каналы» в в традиционном смысле. Каждый разговор получает радио на одну треть время. Это возможно, потому что голосовые данные, преобразованные в цифровая информация сжимается, поэтому она занимает значительно меньше пространство передачи. Таким образом, TDMA имеет , в три раза больше, чем аналоговая система, использующая такое же количество каналов.Системы TDMA работают на частоте 800 МГц (IS-54) или 1900 МГц (IS-136) группы.


TDMA разбивает частоту на временные интервалы.

TDMA также используется в качестве технологии доступа для глобального Система мобильной связи (GSM). Однако GSM реализует TDMA несколько отличается и несовместимо с IS-136.Думать о GSM и IS-136 как два разных рабочих системы, работающие на одном процессоре, как Windows и Linux, оба работают на Intel Pentium III. Системы GSM использовать шифрование чтобы сделать телефонные звонки более безопасными. GSM работает в диапазонах 900 МГц и 1800 МГц. диапазонах в Европе и Азии, а также в диапазоне 1900 МГц (иногда называемый 1,9 ГГц) в США. Используется в цифровой сотовой связи и на базе PCS системы.GSM также является основой для интегрированной цифровой расширенной сети (IDEN), популярная система, представленная Motorola и используется Nextel.

Уровни выходной мощности мобильных телефонов в разных географических регионах; значение для оценки воздействия

Внедрение и быстрое распространение мобильной телефонии было связано с озабоченностью общественности по поводу возможных последствий для здоровья от этой относительно новой технологии. Интенсивные исследования, проведенные за последние несколько лет, были проанализированы несколькими экспертными комитетами. 1– 6 Исследования мотивированы быстрым ростом использования мобильных телефонов; любой возможный риск для здоровья, даже небольшой для отдельных лиц, может привести к серьезной проблеме общественного здравоохранения.

Хотя совокупность доказательств не предполагает побочных эффектов, отрицательные результаты нельзя считать окончательными. Это особенно верно для эпидемиологических исследований, которые страдают серьезными ограничениями в оценке воздействия и другими методологическими проблемами.Параметры воздействия, которые могут иметь значение для возможных последствий для здоровья, четко не определены. Однако уровень воздействия обычно количественно определяется с точки зрения удельной скорости поглощения (SAR) электромагнитной энергии в голове пользователя. SAR зависит от нескольких факторов, включая тип и положение антенны, способ обращения с телефоном и, что наиболее важно, выходную мощность телефона, которая может меняться во время разговора.

Сеть оператора контролирует и регулирует выходную мощность каждого подключенного мобильного телефона до самого низкого уровня, совместимого с хорошим качеством сигнала.Это достигается путем логарифмического масштабирования мощности от максимума (1 или 2 Вт на 1800 МГц и 900 МГц соответственно) до уровня, который может составлять всего 1 мВт. Такое адаптивное управление мощностью (APC) происходит непрерывно, при этом выбранный уровень мощности зависит от нескольких факторов, включая расстояние от базовой станции, наличие физических препятствий, использование телефона в помещении или на открытом воздухе, а также передачи обслуживания.

Хэндовер — это передача управления от одной базовой станции к другой, которая происходит, когда пользователь перемещается через границы ячеек или по запросу программы управления сетью для оптимизации коммуникационного трафика.Таким образом, частота передачи обслуживания зависит от передвижения пользователя, 7 и характеристик сети, которые обычно различаются в зависимости от географического региона. Передачи важны для оценки воздействия, потому что в связи с передачей обслуживания выходная мощность телефона обычно устанавливается на самый высокий уровень. 8

Расстояние между базовой станцией и пользователем мобильного телефона — очень важный параметр, влияющий на выходную мощность, используемую телефоном.Можно предположить, что звонки по мобильному телефону, совершаемые в районах с плотным расположением базовых станций (в основном густонаселенные городские районы), в среднем используют более низкие уровни выходной мощности, чем звонки по мобильным телефонам, совершаемые в районах с большими расстояниями между базовыми станциями (то есть в сельской местности. ). С другой стороны, эффект может быть компенсирован более высокой частотой передачи обслуживания в городских районах с высокой проходимостью. Следовательно, географический регион может иметь значение для оценки воздействия в эпидемиологических исследованиях, поскольку SAR, то есть воздействие, прямо пропорционально выходной мощности, используемой телефоном.

Целью данного исследования является анализ распределения уровней мощности от мобильных телефонов в четырех географических областях с разной плотностью населения.

МЕТОДЫ

Были включены четыре географических района Швеции с разной численностью населения и плотностью базовых станций (таблица 1). Мы определили сельскую местность с низкой плотностью населения, состоящую из небольших деревень и сельской местности. Небольшой город был выбран для обозначения небольшой городской территории.Муниципалитет Стокгольма был разделен на две части: пригородную и городскую. Многие люди, живущие в пригородах, ездят на работу в город, поэтому фактическая численность населения, проживающего в разных районах во время звонков по мобильным телефонам, неизвестна.

Стол 1

Основная информация для включенных областей при измерении выходной мощности

Основные сообщения
  • Уровень мощности мобильного телефона, который может изменяться более чем в тысячу раз, является одним из наиболее важных факторов, определяющих интенсивность радиочастотного излучения во время разговора.

  • Количественная оценка индивидуального воздействия радиочастотных полей важна для эпидемиологических исследований возможных последствий для здоровья по многим причинам.

  • Степень урбанизации может быть важным параметром, который следует учитывать при оценке радиочастотного воздействия при использовании мобильных телефонов.

Сеть GSM контролирует выходную мощность, используемую любым подключенным мобильным телефоном, и эту информацию можно записывать с помощью специального программного обеспечения.Выходная мощность для всех звонков по мобильному телефону, которыми управляет оператор Telia Mobile GSM в определенных географических областях, была зарегистрирована в течение одной недели сентября 2001 года (37 неделя). Telia использовала программную функцию, называемую записью результатов измерения (MRR), для измерения и расчета общего распределения уровней выходной мощности со всех подключенных мобильных телефонов. Запись включала выходную мощность для частотного диапазона 900 МГц и 1800 МГц, за исключением сельской местности, где нет сети 1800 МГц. Период дискретизации составлял 480 мс.Для каждой базовой станции в определенных географических регионах Telia доставляла данные об общем количестве записанных сигналов для каждого уровня мощности каждый день недели, что позволило рассчитать сумму общего времени разговора на каждом уровне мощности для всех переданных вызовов мобильного телефона. через любую из базовых станций в определенных областях. Записанные сигналы не были разделены на отдельные телефонные звонки, поэтому мы не могли определить количество звонков, продолжительность отдельных звонков или количество пользователей. Регистрация уровней выходной мощности была разделена на дневную (07 00–19 00) и ночную (19 00–07 00).Данные были записаны в децибелах (дБм), где дБм = 10 × log (P / (1 × 10 −3 )), где P — мощность в милливаттах (мВт). Согласно протоколам связи, используемым Telia, полоса частот 900 МГц включала нечетные значения от 5 до 33 дБмВт, а полоса частот 1800 МГц включала четные значения от 0 до 30 дБмВт.

В ходе анализа были рассчитаны медиана и 25-й и 75-й процентили для значений выходной мощности в ваттах (Вт) для всех областей и периодов времени как в полосах частот 900 МГц, так и 1800 МГц.Для диапазонов частот 900 МГц и 1800 МГц доля времени разговора на каждом уровне мощности рассчитывалась отдельно для разных областей, а также для будних и выходных дней (с 19:00 пятницы до 7:00 понедельника).

РЕЗУЛЬТАТЫ

Всего записанные данные включали примерно 250 000 часов передачи. В сельской местности было около 25 000 часов, в малых городах — 17 000 часов, а в пригороде — 33 000 часов. В районе города самое продолжительное время разговора — 175 000 часов.Большую часть времени использовался диапазон 900 МГц, что составляло примерно 65% от общего времени; 80% времени разговора было сделано в дневное время, а 84% — в будние дни.

В таблице 2 показана средняя выходная мощность для всех измеренных площадей и периодов времени. В сельской местности были самые высокие медианные значения, а в небольших городах — самые низкие в полосе частот 900 МГц. Средняя выходная мощность была ниже в дневное время в будние дни в сельских и пригородных районах по сравнению с другими периодами времени в том же районе.

Таблица 2

Уровни выходной мощности в ваттах от мобильных телефонов (900/1800 МГц) в четырех различных областях в течение одной недели измерения

На рисунке 1 представлено относительное распределение уровней выходной мощности для полосы частот 900 МГц. Наиболее часто используемые уровни мощности были наивысшим (33 дБм) и наименьшим (5 дБм). Все уровни мощности от 5 до 33 дБм имеют пропорции менее 10%. Распределение выходной мощности было одинаковым для разных периодов времени, за исключением пригородной зоны, где дневные звонки в будние дни имели другое распределение по сравнению с другими периодами.В дневное время в будние дни 28% времени разговора приходилось на 33 дБмВт и 16% на 5 дБмВт по сравнению с почти 40% при 33 дБмВт и 10% при 5 дБмВт в другие периоды времени. В сельской местности самый высокий уровень мощности использовался около 50% времени, тогда как самый низкий уровень мощности использовался только 3% времени, независимо от периода времени. Соответствующие цифры для города составили примерно 25% и 22% соответственно. Распределение выходной мощности в пригороде и небольшом городском районе было аналогично городскому.Результаты также показали, что при наивысшем уровне мощности небольшая городская территория имела самую низкую долю времени разговора, даже несмотря на то, что в городской зоне было более чем в два раза больше базовых станций на км 2 .

Рисунок 1

Распределение уровней выходной мощности в диапазоне частот 900 МГц. Сельская местность представлена ​​светло-серым цветом, небольшая городская территория — черным, пригород — белым, а городская территория — темно-серым.

На рисунке 2 показано распределение выходной мощности в полосе частот 1800 МГц.Что касается полосы частот 900 МГц, самые высокие доли приходятся на самый низкий (0 дБмВт) и самый высокий (30 дБмВт) уровни мощности. Более того, сравнение между различными районами дает аналогичные результаты: небольшая городская территория имеет наименьшую долю времени разговора при наивысшем доступном уровне мощности, а городская область — наибольшая доля при самом низком уровне мощности.

Рисунок 2

Распределение уровней выходной мощности в полосе частот 1800 МГц.Небольшой городской район отображается черным цветом, пригород — белым, а город — серым. В сельской местности не было базовых станций на 1800 МГц.

ОБСУЖДЕНИЕ

Это исследование показывает, что звонки по мобильным телефонам в сельской местности работают с более высокими уровнями выходной мощности, чем в любых других регионах, что, вероятно, можно объяснить более низкой плотностью базовых станций. Такой вывод согласуется с данными для городской зоны, где плотность базовых станций намного выше, а средняя выходная мощность ниже, чем в сельской местности.Результаты также показывают, что регулирование выходной мощности аналогично в диапазонах 900 МГц и 1800 МГц. Эти результаты указывают на важность расстояния от пользователя до базовых станций для воздействия радиочастотных полей от мобильного телефона. Однако наши результаты показывают, что выходная мощность не полностью зависит от этого фактора, поскольку небольшая городская территория, где плотность базовых станций ниже, чем в городской зоне, имеет наименьшую долю времени разговора при наивысшем уровне мощности.Такой вывод можно объяснить тем, что количество записанных сигналов от мобильных телефонов намного меньше в небольших городских районах, чем в городских районах; количество переключений, запрошенных для преодоления нагрузки трафика, вероятно, будет меньше, и, возможно, также будут иметь место помехи в совмещенном канале (повторное использование частоты, ведущее к помехам сигнала). Кроме того, здания в большом городе больше, чем в маленьком городе, что вызывает большее затухание сигнала и, следовательно, потребность в более высокой выходной мощности.

В сельской местности самая высокая выходная мощность за все измеренные периоды времени.Общая выходная мощность кажется ниже в дневное время в будние дни по сравнению с другими периодами времени как в сельской местности, так и в пригороде. Одно из возможных объяснений может заключаться в том, что в будние дни, особенно в рабочее время, больше продолжительных звонков или что они чаще совершаются на открытом воздухе. К сожалению, наши данные не содержат информации о времени звонка для отдельных звонков, поэтому мы не можем проверить эту гипотезу. Теоретически у длинных звонков средняя выходная мощность ниже, чем у коротких, и разумно предположить, что звонки во время работы обычно длиннее, чем частные звонки по экономическим причинам.

Максимальная мощность мобильных телефонов GSM в диапазонах частот 900 МГц и 1800 МГц примерно в тысячу раз выше минимальной, и различное распределение уровней мощности в различных географических регионах может привести к значительным различиям в уровнях воздействия между пользователями телефонов. Оператор сети решает, как выполняется регулировка выходной мощности, 8 , и поэтому уровни мощности могут различаться между операторами. Поскольку уровень SAR прямо пропорционален выходной мощности, на SAR будут влиять решения, принимаемые оператором.В интересах оператора, чтобы мобильные телефоны потребляли как можно меньше энергии по техническим причинам, 8 , например, проблемы с помехами сигнала. Однако операторы могут по-разному расставлять приоритеты между надежной передачей и потенциальными помехами. Кроме того, APC не всегда использовался для всех систем мобильной связи. В начале (1981 г.) в системе NMT в странах Северной Европы не было регулировки мощности, и поэтому использовалась самая высокая доступная мощность все время.Позже, в результате увеличения числа пользователей, система NMT также регулировалась APC. Кроме того, существуют различия в выходной мощности между моделями мобильных телефонов, 9 , хотя эти различия намного меньше, чем различия между сельскими и городскими районами.

Во всех проведенных до сих пор эпидемиологических исследованиях использовалась довольно грубая оценка воздействия. В лучшем случае использовалась информация о времени вызова, латеральности и о том, является ли телефон аналоговым или цифровым, без попытки оценить интенсивность воздействия.Количественная оценка индивидуального воздействия радиочастотных полей, а не простое использование мобильных телефонов, важна для эпидемиологических исследований возможных последствий для здоровья, связанных с использованием мобильных телефонов. Теоретически определены несколько детерминант воздействия, которые в настоящее время исследуются. Настоящее исследование подчеркивает важность сети, характеристики которой зависят от типа географической области. Таким образом, информация о том, где преимущественно используются мобильные телефоны, может помочь в построении эффективного индекса воздействия.В частности, в сельской местности, где мало базовых станций, уровень выходной мощности, используемый мобильным телефоном, в среднем значительно выше, чем в более густонаселенных районах.

Хотя наши результаты позволяют сделать довольно общие выводы об относительной важности воздействия в различных областях, следует отметить, что они относятся к сети GSM и отдельной стране, неделе и оператору. Проведение аналогичных исследований для других сетей позволило бы получить более полную и ясную картину по этому вопросу.

Благодарности

Мы благодарим Telia Mobile AB за предоставление данных о выходной мощности.

ССЫЛКИ

  1. Wiart J , и др. Анализ влияния управления мощностью и прерывистой передачи на радиочастотное излучение с мобильных телефонов GSM.Транзакции IEEE на EMC2000; 42 (4).

Воздействие радиочастотных полей на человека: Рекомендации для антенн сотовой связи

Первичные антенны для передачи услуг беспроводной телефонной связи, включая услуги сотовой и персональной связи (PCS), обычно расположены на открытом воздухе на башнях и других возвышенных сооружениях, таких как крыши, резервуары для воды и стороны зданий. Комбинация антенных вышек и связанного с ними электронного оборудования упоминается как «сотовая станция или сотовая станция PCS» или «базовая станция».«Башни сотовой связи или PCS обычно имеют высоту 50–200 футов. Антенны обычно располагаются группами по три, причем одна антенна в каждой группе используется для передачи сигналов на мобильные устройства, а две другие антенны используются для приема сигналов от мобильных устройств.

На сотовой станции общая мощность радиочастоты (RF), которая может быть передана от каждой передающей антенны, зависит от количества радиоканалов (или передатчиков), утвержденных Федеральной комиссией по связи, и мощности каждого передатчика.Хотя FCC допускает эффективную излучаемую мощность (ERP) до 500 Вт на канал (в зависимости от высоты башни), большинство сотовых станций или станций PCS в городских и пригородных районах работают с ERP 100 Вт на канал или меньше. .

ERP 100 Вт соответствует фактической излучаемой мощности 5-10 Вт, в зависимости от типа используемой антенны. В городских районах сотовые узлы обычно выделяют ERP не более 10 Вт на канал. Для сотовых сайтов PCS типичны даже более низкие ERP.Как и в случае со всеми формами электромагнитной энергии, плотность мощности передатчика сотовой связи или PCS быстро уменьшается по мере увеличения расстояния от антенны.

Следовательно, нормальное облучение на уровне земли намного меньше, чем облучение, которое могло бы возникнуть, если бы антенна находилась очень близко к антенне и в ее основном передающем луче. Измерения, проведенные рядом с типичными сотовыми станциями и сотовыми станциями PCS, показали, что плотности мощности на уровне земли значительно ниже пределов воздействия, рекомендованных стандартами безопасности РЧ / СВЧ, используемыми FCC.

Руководящие принципы

В 1996 году FCC приняла обновленные инструкции по оценке воздействия на человека радиочастотных полей от фиксированных передающих антенн, таких как те, которые используются для сотовых станций и сотовых станций PCS. Рекомендации FCC идентичны рекомендациям Национального совета по радиационной защите и измерениям, некоммерческой корпорации, учрежденной Конгрессом для разработки информации и рекомендаций по радиационной защите. Руководящие принципы FCC также напоминают руководящие принципы 1992 года, рекомендованные Институтом инженеров по электротехнике и электронике (IEEE), некоммерческим техническим и профессиональным инженерным сообществом, и одобренные Американским национальным институтом стандартов (ANSI), некоммерческой организацией, финансируемой из частных источников. организация, которая координирует разработку добровольных национальных стандартов в США.

В случае передатчиков сотовой связи и сотовой станции PCS директивы FCC по радиочастотному излучению рекомендуют максимально допустимый уровень воздействия для населения примерно 580 микроватт на квадратный сантиметр. Этот предел во много раз превышает уровни РЧ, обычно обнаруживаемые у основания вышек сотовой связи или PCS или вблизи других передатчиков сотовой связи с меньшей мощностью. Расчеты, соответствующие «наихудшей» ситуации (все передатчики работают одновременно и непрерывно на максимальной разрешенной мощности), показывают, что для того, чтобы подвергаться воздействию радиочастотных уровней, близких к рекомендациям FCC, физическому лицу, по существу, придется оставаться в основном передающем. луч и в пределах нескольких футов от антенны в течение нескольких минут или дольше.Таким образом, вероятность того, что кто-либо из широкой публики может подвергнуться воздействию радиочастотного излучения, превышающего нормы FCC, крайне мала.

Когда антенны сотовой связи и PCS устанавливаются на крышах домов, радиочастотные излучения могут превышать желаемые рекомендуемые уровни на самой крыше, даже несмотря на то, что антенны на крышах обычно работают при более низких уровнях мощности, чем автономные силовые антенны. Такие уровни могут стать проблемой для обслуживающего персонала или другого персонала, работающего на крыше. Однако облучение, превышающее нормативные уровни, скорее всего, будет происходить только очень близко к антеннам и непосредственно перед ними.В таких случаях меры предосторожности, такие как временные ограничения, могут помочь избежать воздействия, превышающего нормы. Люди, живущие или работающие в здании, не подвергаются риску.

Версия для печати

Воздействие радиочастотных полей на человека: руководство по размещению антенн сотовой связи (pdf)

Есть ли повод для беспокойства? Объяснение проблем со здоровьем 5G

Введение

Объявления о новом поколении технологий мобильных сетей (5G) вызвали ряд тревожных заявлений об угрозах для здоровья, связанных с подключением к сети.В этом нет ничего нового: это явление с нами с 1990-х годов; эти тревожные заявления были сделаны в связи с запуском UMTS (3G) в 2000 году, а также с запуском LTE в 2010 году. На этот раз он немного тяжелее, чем в прошлом, в основном из-за существования социальных сетей, которые имеют тенденцию распространять якобы «плохие новости» и тревожные истории буквально со скоростью света. Общественное мнение в первую очередь против вышек сотовой связи, поскольку они являются видимыми ориентирами технологии. Каждый раз, когда строится или планируется построить вышку для сотовой сети в городе или рядом с сельским поселением, возникает новая дискуссия о проблемах здоровья, связанных с мобильным телефоном или сетевым излучением.Пришло время взглянуть на вещи в перспективе. В этом посте я хотел бы поговорить о реальности излучения мобильных сетей.

Мое первое утверждение: Основное проявление людей с помощью технологий мобильной радиосвязи — это карманные телефоны, а не базовые станции!

Причина очень проста. Мощность электромагнитного излучения уменьшается с расстоянием чрезвычайно быстро при удалении от передатчика. См. Сообщение https://www.grandmetric.com/blog/2018/02/20/explained-pathloss/ от Матеуша Бучковски в этом блоге для общего введения концепции потери пути.

Для частоты 1 ГГц (типичный диапазон для сетей мобильной связи) потери на трассе, измеренные в децибелах, составляют

.

где r — расстояние от источника до точки измерения в метрах. Это формула, созданная японскими учеными Окумура и Хата, которые выполнили бесконечные серии измерений и скомпилировали их в эмпирические формулы. Формулы Окумура-Хата признаны во всем мире и являются частью стандартов и правил приема мобильных телефонов.Существуют варианты для разных сред (город, сельская местность) и частот, но все они показывают одну и ту же картину. Формула очень простыми словами говорит: мощность излучения уменьшается почти с 4 и единиц расстояния.

Башня / перспектива базовой станции

Давайте попробуем: мощность передачи антенны составляет от 250 мВт (выражается как 24 дБмВт) для малой соты до 120 Вт для самых больших массивов 5G MIMO (что составляет 50 дБмВт). Типичная антенна 2G, 3G или 4G имеет мощность передачи 20 Вт (43 дБм).

Давайте быстро применим это к пользователю, стоящему на относительно небольшом расстоянии от передатчика:

Small Cell можно сравнить с точкой доступа WLAN, и вы можете приблизиться к ней. Мы предполагаем, что расстояние составляет 10 м, и получаем потери на трассе 7,3 + 37,6 = 44,9 дБ. Вычитание потерь на трассе из мощности передачи дает 24 дБм — 45 дБ = -21 дБм, что соответствует примерно 8 мкВт. (мкВт — миллионная часть ватта)

Антенна макросоты 5G будет размещена на вышке или на крыше высокого здания.Таким образом, высота над землей составляет около 30 м, и мы предполагаем положение на расстоянии 100 м от антенны. Потери на трассе можно рассчитать как = 82,5 дБ. Принимаемая мощность составляет 50 дБм — 82,5 дБ = -32 дБм, что меньше одного мкВт.

Лампочка потребляет около 60 Вт энергии, и излучаемый свет и тепло будут в этом диапазоне. Начиная с дома, расстояние до лампочки будет 2-3 метра. Воздействие лампочки на ваше тело будет более чем в миллион раз выше. В медицинских и биологических исследованиях существует общий консенсус в отношении того, что единственное воздействие микроволнового излучения, которое используется в мобильных сетях, заключается в нагревании целевого объекта.

Поправка

В этом посте есть ссылка на вышесказанное. Автор использовал некоторые из моих рисунков, чтобы создать настоящий «ужасный» случай мобильной радиации, когда радиация в киловаттном диапазоне поражает людей. С помощью этой поправки я хочу показать, почему его конструкция является заблуждением. Блогер в основном использует свое понимание термина «усиление антенны». Он утверждает, что я не включил усиление антенны в свои высокоуровневые вычисления, и что усиление антенны превратит мои невинно выглядящие фигуры в настоящих монстров власти.

Что такое усиление антенны? Этот термин на самом деле звучит как скрытый усилитель, что является полным заблуждением. Вместо этого «направленное усиление» было бы гораздо лучше, и его следует использовать в технической литературе. Антенны пассивные, без подключения к электросети. Они просто принимают радиочастотный сигнал от схемы передачи и преобразуют его в электромагнитные волны. Поскольку нет смысла излучать во всех сферических направлениях (вверх, вниз), антенны сконструированы так, чтобы фокусировать излучение под телесным углом, обычно 120 градусов в ширину и от 15 до 20 градусов в высоту.Всем, кто видел видео, хотелось бы добавить базовую конструкцию таких антенн (см. Рисунок ниже):

Вы видите шкафы, установленные на опоре с левой стороны, и схематический чертеж рядом с ним, показывающий внутреннюю часть. Корпус — это то, что люди видят, когда смотрят на вышку сотовой связи. Внутри вы видите 12 вертикальных лучей в расположении 2 × 6, диполи. Эти диполи являются излучающими элементами. Каждый диполь получает только часть всей передаваемой на антенну энергии.Вот где видео идет не так. Он предполагает, что каждый диполь получает полные 20 Вт и с «тысячами диполей» приходит к своему ключевому посланию. Однако общая энергия, подаваемая на антенну и излучаемая антенной, не изменяется при таком расположении. Волновая интерференция приведет к тому, что волновые фронты, генерируемые диполями, складываются или гасятся в зависимости от направления. Энергия фокусируется под углом, показанным на рисунке. Технология 5G «Massive MIMO» просто использует больше диполей (например, 64 в конфигурации 8 × 8 или 128 в конфигурации 12 на 8 вместо только 2 × 6) и подает на них сигналы с динамической задержкой, так что «луч» может перемещаться и подмести область.И никогда не использовались «тысячи диполей» в конструкции антенны. Сегодня не существует цифрового сигнального процессора, который мог бы выполнять математику MIMO (которая представляет собой сложное матричное умножение) для этого множества элементов одновременно и в реальном времени.

Усиление антенны является результатом фокусировки излучения: антенна на рисунке имеет усиление 15 дБ. Это просто говорит о том, что в главном направлении передачи мощности в 30 раз больше, чем в боковом. Общее излучение, подаваемое антенной, остается неизменным.

Кстати: общая мощность передачи ограничена законодательными и нормативными требованиями. И регулирующие органы во всех странах, о которых я знаю, складывают общий уровень излучения вышки, а не рассматривают только одну антенну.

Перспектива мобильного телефона

Тогда давайте посмотрим на излучение телефона. Телефон рядом с вашей головой излучает максимум около 200 мВт (что составляет 23 дБмВт). Это как минимум в 10 000 раз больше, чем сигнал, полученный с вышки.Однако типичные значения мощности передачи телефонов намного ниже. Базовая станция на вышке контролирует питание телефона. Он устанавливает мощность передачи телефона на такой уровень, чтобы все телефонные сигналы принимались примерно с одинаковой силой. Если вы находитесь рядом с вышкой, ваш телефон будет передавать на минимальном уровне (который, опять же, ниже одного милливатта). Только если прием с вышки очень плохой, ваш телефон получит команду увеличить мощность передачи. Это может показаться безумным, но: чем больше мобильных базовых станций, тем меньше общий уровень радиации.

Мощность телефонной передачи снизилась с момента появления первых поколений мобильной связи. В телефонах GSM разрешалось передавать до 1,0 Вт (иногда даже 2 Вт). Возможно, вы помните, что 20 лет назад типичный активный пользователь держал телефон у головы и все время делал голосовые вызовы. С современными смартфонами типичный пользователь больше не звонит по телефону, а вместо этого держит телефон на расстоянии около 1 метра от лица для взаимодействия с экраном.

Влияние телефонного излучения с начала 2000-х годов резко снизилось.Если бы излучение мобильных телефонов оказало какое-либо воздействие на здоровье, мы должны были бы начать это наблюдать. У нас были миллионы пользователей, подвергшихся более сильному облучению, чем сегодня, за последние 20 лет. Например, с 2000 года просто не существует прогнозируемого некоторыми людьми увеличения заболеваемости раком. Ни одно из исследований, на которые всегда ссылаются паникеры, никогда не проходило научных обзоров качества. Они были отклонены на основании систематической ошибки отбора, слишком малого размера выборки и многих других причин.ВОЗ и национальные органы здравоохранения дают очень критический обзор этих исследований. Если вас интересует более подробная информация об этих аспектах, см. Следующий пост.

Окончательное руководство [издание 2021 года]

Это разочаровывает: покрытие вне помещений отличное, но ваши строительные материалы не позволяют сигналу попасть в ваш дом или офис. Но не о чем беспокоиться — в такой ситуации на самом деле лучше всего работают усилители сотового сигнала.

Когда внешний сигнал сильный, усилитель сотового сигнала действует аналогично акустической системе, на которую подается сильный сигнал от микрофона.Неважно, насколько усиливается ваш голос — гораздо важнее максимальная громкость установленной вами акустической системы.

Мощность динамика измеряется в ваттах, но для усилителей сигнала сотового телефона общая выходная мощность нисходящего канала измеряется в децибел-милливаттах (дБм). Наиболее важной характеристикой усилителя ячеек при выборе усилителя для использования в ситуации с сильным внешним сигналом является выходная мощность нисходящего канала в дБмВт. Коэффициент усиления усилителя — мера его усиления — имеет меньшее значение.

Максимальная разрешенная законом выходная мощность нисходящего канала для всех бустеров ячеек, установленная FCC, составляет 12 дБмВт. В наших рекомендациях, приведенных ниже, мы рекомендуем протестированные нами усилители сигнала сотовой связи, которые имеют близкое к этому максимальному количеству.

Примечание по выбору антенны: вы, вероятно, можете обойтись без всенаправленной наружной антенны. Это упрощает установку, поскольку вам не нужно беспокоиться о том, чтобы направить антенну в сторону ближайших башен.

Как и любая технология, усилители сигнала сотового телефона могут быть довольно сложными.Наша цель в этом разделе руководства — помочь объяснить некоторую ключевую информацию о том, как работают усилители сигнала, как выбрать правильные аксессуары и как установить усилитель сигнала, чтобы добиться максимальной производительности.

Мы начнем с основ, но по мере того, как вы будете читать, мы подробно рассмотрим, как выбрать подходящий бустер и правильно его установить.

Состав:
  1. 2G, 3G, 4G LTE (и 5G?)
  2. Передача голоса через LTE (VoLTE)
  3. Столбики для понимания: они не просто сила сигнала
  4. Индикаторы: причины слабого и зашумленного сигнала
  5. Полосы частот сотовой связи
  6. Как работает усилитель сигнала сотового телефона
  7. Измерение мощности и качества сигнала
  8. Характеристики усилителя
  9. : усиление и мощность в нисходящем канале
  10. Правила FCC по усилению сигналов
  11. Бустеры внутри здания: выбор внешней донорской антенны
  12. Бустеры в здании: сколько комнатных антенн купить
  13. Бустеры внутри здания: какой тип внутренней антенны использовать
  14. Это руководство слишком длинное, не могли бы вы его кратко изложить?
  15. Терминология усилителя сигнала

1 2G, 3G, 4G LTE (и 5G?)

Технология сотовых телефонов обычно выпускается поколениями; 2G, 3G и 4G относятся к сотовым технологиям, выпущенным за последние 30 лет.Раньше 4G LTE использовался только для передачи данных, однако операторы связи все чаще используют 4G LTE как для передачи голоса, так и для передачи данных. Вот краткое изложение каждой технологии:

  • 2G: Сотовые сети 2-го поколения были выпущены в начале 1990-х годов. Существует два типа технологии 2G: CDMA и GSM. Verizon и Sprint решили использовать технологию CDMA, в то время как AT&T и T-Mobile выбрали технологию GSM. 2G поддерживает только минимальную передачу данных.
  • 3G: Технологии сотовой связи третьего поколения были развернуты операторами связи, начиная с 1998 года. Опять же, есть два типа технологии 3G: CDMA2000 (и EVDO) и UMTS / WCDMA / HSPA. Опять же, Verizon и Sprint решили использовать технологию CDMA2000 / EVDO, в то время как AT&T и T-Mobile выбрали технологию UMTS / WCDMA / HSPA.
  • 4G: Когда появилось четвертое поколение сотовых сетей, операторы объединились вокруг единой технологии: LTE. LTE обеспечивает значительно более высокую скорость соединения и изначально использовался только для передачи данных, а старые технологии 2G и 3G использовались для передачи голоса.В последние несколько лет 4G LTE стал преобладающей технологией для передачи голоса и данных.
  • 5G: Спецификации 5G еще не определены, поэтому никто точно не знает, что повлечет за собой эта технология. Однако вполне вероятно, что 5G будет включать в себя сигналы «миллиметрового диапазона» на более высоких частотах и ​​даже с более высокими скоростями передачи данных.

2 передачи голоса по LTE (VoLTE)

За последние три года операторы связи начали развертывание технологии «Voice over LTE».Это позволяет телефонам совершать звонки полностью через сеть 4G LTE, без подключения к более старым сетям 2G и 3G. Разные перевозчики находятся на разных этапах развертывания:

  • AT&T развернула голосовую связь через LTE по всей стране. Любое устройство, выпущенное с 2014 года (например, iPhone 6 и новее), будет совершать звонки через LTE при наличии сигнала. AT&T также закрыла свою сеть 2G GSM и работает только в сетях 3G и 4G LTE.
  • Verizon также развернул передачу голоса по LTE по всей стране.Любое устройство, выпущенное за последние 3 года (например, iPhone 6 и новее), будет совершать звонки через LTE при наличии сигнала. Verizon планирует закрыть свою сеть 2G в 2019 году.
  • Sprint не развернул передачу голоса по LTE и в настоящее время использует свою сеть 3G CDMA2000 для звонков.
  • T-Mobile был первым, кто развернул передачу голоса по LTE по всей стране. Любое устройство, выпущенное за последние 3 года (например, iPhone 6 и новее), будет совершать звонки через LTE при наличии сигнала.

3 столбца для понимания: они не просто сила сигнала

Большинство людей думают, что полоски на их телефоне отражают мощность сигнала. Но на самом деле это не так — сигнальные полосы показывают вам две вещи:

  • Уровень сигнала: Мера мощности сотового сигнала, когда он достигает вашего телефона (измеряется в дБм)
  • Качество сигнала: Отношение фактического источника сигнала к шуму и помехам, также принимаемым телефоном (измеряется в дБ)

Качество сигнала может ограничивать количество полосок так же, как и силу. Понимание этого факта действительно важно для правильной установки усилителя сигнала.

Как мы упоминали выше, большинство сотовых сетей используют LTE как для вызовов, так и для передачи данных. В сетях LTE мощность и качество сигнала обычно называют RSRP и SINR.

  • Мощность принимаемого эталонного сигнала (RSRP): RSRP — это мера мощности сигнала LTE. Сильный сигнал составляет около -70 дБмВт RSRP, в то время как слабый сигнал составляет около -100 дБмВт RSRP.
  • Отношение сигнал-помеха плюс шум (SINR): SINR — это мера качества сигнала LTE.Чистый сигнал имеет SINR более 10 дБ, в то время как сигнал низкого качества имеет SINR менее 5 дБ.

Мы покажем вам, как измерить каждый из них, в разделе «Измерение мощности и качества сигнала» ниже.

4 индикатора: причины слабого и зашумленного сигнала

Есть четыре вещи, которые могут привести к тому, что вы будете видеть меньше полосок, столкнетесь с прерыванием вызовов и более низкой скоростью передачи данных. Часто это не просто один из этих факторов, а комбинация, которая вызывает слабый прием в любом конкретном месте.

1 — Межячейковые помехи

Современные сотовые технологии, такие как 4G LTE, используют одни и те же полосы частот для передачи сигнала со всех вышек. Если ваш телефон расположен между двумя или более вышками с примерно равной мощностью сигнала, другие сигнальные вышки будут действовать как «источники помех» для вышки, к которой вы пытаетесь подключиться, что приведет к снижению качества сигнала (в LTE это измеряется как RSRQ и SINR). Помехи между вышками — одна из основных причин слабого сигнала в городских и пригородных зонах.

2 — Расстояние от ближайшей вышки сотовой связи

При перемещении в космосе сигнал сотовой связи ослабевает. Если вы находитесь очень далеко от ближайшей вышки сотовой связи, ваш сигнал, скорее всего, будет довольно слабым. Внутреннему радиомодулю сотового телефона будет трудно «услышать» сигнал вышки сотовой связи (сигнал «нисходящей линии связи»), и аналогично вышке сотовой связи будет трудно «услышать» ваш сотовый телефон (сигнал «восходящей линии связи»).

3 — Строительные материалы / автомобилестроение

Даже если сигнал снаружи здания или транспортного средства сильный, такие материалы, как гипсокартон, дерево, бетон, металл и низкоэмиссионное стекло, могут ослабить сигнал, делая его слабее внутри дома, офиса и транспортных средств.

4 — География и близлежащие постройки

Точно так же, как сигнал из строительных материалов, прием вашего сигнала может быть ограничен за счет ослабления в зданиях между вами и ближайшей вышкой сотовой связи. Важную роль играет и естественная география: сигнал часто не может быть получен в долинах или за холмами и горами.

Усилитель сигнала может помочь независимо от того, какой из них вызывает плохой прием сотовой связи. Но в каждом случае есть несколько разных нюансов, которые помогут выбрать правильное оборудование.

5 диапазонов частот сотовой связи

Служба сотовой связи работает на нескольких диапазонах частот, которые лицензируются операторам связи Федеральной комиссией по связи (FCC). Операторы в США используют 4 основных диапазона частот. Эти четыре диапазона поддерживаются почти всеми бустерами, которые мы продаем:

  • Диапазон 700 МГц (номера диапазонов LTE 12, 13 и 17): Используется AT&T, Verizon и T-Mobile только для услуг 4G LTE.
  • 850 МГц «Диапазон сотовой связи» (диапазон LTE 5): номеров диапазонов LTE, используемых только AT&T и Verizon, в основном для услуг 2G и 3G, хотя оба начинают переходить на LTE в этом диапазоне.
  • 1900 МГц «Диапазон PCS» (диапазон LTE 2): Используется всеми четырьмя основными операторами связи для сочетания услуг 2G, 3G и 4G LTE.
  • 2100 МГц «Диапазон AWS» (диапазон LTE 4): Используется T-Mobile, AT&T и Verizon только для услуг 4G LTE.

Есть еще три диапазона, которые используются более избирательно и не усиливаются большинством усилителей широкополосного сигнала:

  • Диапазон расширения 850 МГц (диапазон LTE 26): Используется только Sprint.
  • 2300 МГц (LTE Band 30): Используется AT&T только в некоторых регионах.
  • 2500 МГц (диапазон 41 LTE): Используется Sprint только для обслуживания LTE.

Ни одна несущая не использует только одну полосу частот в какой-либо конкретной области. Ваш телефон будет автоматически переключаться между различными диапазонами в зависимости от того, какой диапазон предлагает самый чистый и сильный сигнал.

Самое важное, что нужно знать о частоте, это то, что чем выше частота, тем легче ослабляется сигнал . Так, например, сигналу 2500 МГц гораздо труднее проникнуть в здание, чем сигналу 700 МГц.Однако стоит отметить, что более высокие частоты могут передавать больше данных.

Как это влияет на установку бустера? Даже после установки усилителя сигнала более высокие частоты все равно будут ослабляться легче. В результате усилить сигнал на полосе 700 МГц внутри здания обычно проще, чем усилить сигнал на более высокой полосе частот.

6 Как работает усилитель сигнала сотового телефона

Усилитель сотового сигнала (также известный как сотовый ретранслятор) работает путем усиления сигнала сотового телефона, отправляемого на ваш телефон и обратно на ближайшую вышку.Есть три основных компонента:

  • Донорская антенна: Донорная антенна установлена ​​на крыше и отправляет и принимает сигнал с вышки. Для некоторых зданий имеет смысл использовать направленную антенну. Использование направленной антенны позволяет вам нацеливаться на конкретную вышку, что одновременно усиливает этот сигнал и снижает межсотовые помехи.
  • Усилитель: Усилитель (иногда называемый «двунаправленным усилителем» (BDA) Booster или повторителем) усиливает как сигналы, поступающие от вышки к вашему мобильному телефону, так и сигнал, возвращающийся на вышку.К донорной антенне и комнатным антеннам усилитель подключается коаксиальным кабелем.
  • Комнатные антенны: Комнатные антенны передают сигнал на ваш сотовый телефон и принимают сигнал от него. Двумя наиболее распространенными типами комнатных антенн являются панельные и купольные антенны.

7 Измерение мощности и качества сигнала

Как мы объяснили в разделе «Общие сведения о полосах», мощность и качество сигнала влияют на количество полосок, которые вы видите на вашем телефоне.Вот как можно измерить каждый:

Уровень сигнала LTE (RSRP):
  • На телефоны Android загрузите приложение LTE Discovery. Уровень сигнала в децибельных милливаттах (дБм) отображается в левом верхнем углу вкладки «Сигналы».
  • На iPhone вам нужно будет войти в «Режим полевых испытаний», чтобы увидеть уровень сигнала. На некоторых новых iPhone Verizon и Sprint в настоящее время невозможно использовать режим полевых испытаний для измерения уровня сигнала. Ознакомьтесь с нашим руководством по режиму полевого тестирования iPhone для получения дополнительной информации — вам может потребоваться найти телефон Android для тестирования, если ваш телефон не поддерживает измерения мощности сигнала.
Качество сигнала LTE (SINR):
  • На некоторых телефонах доступ к информации о качестве сигнала затруднен.
  • На телефонах Android: на некоторых моделях одно и то же приложение LTE Discovery показывает качество сигнала. Нажмите и удерживайте сигнальные полосы в верхнем левом углу вкладки «Сигналы». Это вызовет меню, содержащее параметр для включения SINR.
  • На iPhone вам снова потребуется доступ к режиму полевых испытаний iPhone, чтобы найти эту информацию. Опять же, SINR не отображается на некоторых новых iPhone Verizon и Sprint.

8 Характеристики усилителя: коэффициент усиления и мощность в нисходящем канале

Две основные характеристики усилителя, на которые, по нашему мнению, следует обратить внимание, — это «усиление» и «мощность нисходящего канала». Вот еще немного о каждом:

  • Коэффициент усиления — это показатель усиления сигнала, измеряемый в дБ. Чем больше значение усиления, тем сильнее усиливается сигнал от донорной антенны.
  • Выходная мощность в нисходящем канале , измеряемая в дБмВт, представляет собой максимальный сигнал, который усилитель может ретранслировать внутри здания или транспортного средства.Максимальная выходная мощность нисходящей линии связи устанавливает максимальную зону покрытия системы, когда усилитель имеет достаточный сигнал.

Каждая из этих спецификаций важна, но в разных ситуациях:

  • При слабом внешнем сигнале (-80 дБм RSRP или меньше) ваш усилитель будет ограничен по усилению: Если сигнал в месте расположения донорной антенны (на крыше вашего здания или вне вашего автомобиля) довольно слабый (менее -80 дБмВт RSRP), наиболее важным фактором является коэффициент усиления усилителя.Даже со всем усилением усилителя вы вряд ли достигнете его максимальной выходной мощности в нисходящем канале. Поскольку предел выходной мощности нисходящего канала никогда не будет достигнут, вашей главной целью должно быть получение усилителя с максимально возможным усилением.
  • Если у вас сильный внешний сигнал (-70 дБм RSRP или выше), ваш усилитель будет ограничен по мощности в нисходящем канале: Если сигнал в сигнале местоположения донорной антенны сильный, наиболее важной характеристикой является выходная мощность нисходящего канала.В этой ситуации вы, скорее всего, достигнете максимальной выходной мощности усилителя, поэтому сосредоточение внимания на характеристиках выходной мощности усилителя в нисходящем канале является наиболее важным фактором.

9 Правила Федеральной комиссии связи США по усилению сигналов

Федеральная комиссия по связи (FCC) — это организация, регулирующая использование частот сотовой связи в США. В 2014 году FCC ввела новые правила, которые применяются ко всем усилителям сигнала, продаваемым в США. FCC создала два набора правил: один набор для «широкополосных» устройств, которые усиливают все сотовые сигналы от всех операторов связи, и другой набор для усилителей «для конкретных операторов», которые одновременно усиливают сигнал только одного оператора.

Регламент «широкополосного» усилителя:
  • Коэффициент усиления усилителя не может быть больше:
    • 64 дБ для диапазона 700 МГц
    • 65 дБ для диапазона 850 МГц
    • 72 дБ для диапазона PCS 1900 МГц
    • 71,2 дБ для диапазона AWS 2100 МГц.
  • Выходная мощность нисходящей линии связи всей системы усилителя, включая потери в кабеле, не может быть более 12 дБмВт.
Правила для бустеров «для конкретных перевозчиков»:
  • Коэффициент усиления усилителя не может быть более 100 дБ на любом диапазоне.
  • Выходная мощность нисходящей линии связи всей системы усилителя, включая потери в кабеле, не может быть более 12 дБмВт на блок 5 МГц.

Поскольку усиление широкополосных усилителей ограничено Федеральной комиссией связи США, мы рекомендуем по возможности использовать усилитель для конкретной оператора связи, если у вас слабый сигнал в месте расположения внешней донорной антенны. На данный момент только бустеры для конкретных операторов производятся Cel-Fi. Их продукция включает линии Duo и Pro, а также GO X, GO M, Quatra и Quatra 2000.

10 внутренних бустеров: выбор внешней донорской антенны

Выбор подходящей наружной антенны и правильное ее наведение — один из основных способов улучшить характеристики усилителя сигнала. Правильная донорская антенна может помочь двумя способами:

  • Большинство донорских антенн имеют некоторое усиление (измеряется в дБи). Усиление антенны добавляет к общему усилению устанавливаемой вами системы усиления сигнала. Если у вас слабый внешний сигнал, внешняя антенна с высоким коэффициентом усиления может увеличить выходную мощность системы в нисходящем канале и увеличить зону покрытия внутри помещения.
  • Некоторые донорские антенны являются направленными. Это позволяет вам сфокусироваться в одном направлении и улучшить четкость сигнала, принимаемого системой усиления сигнала. Это помогает улучшить охват и количество полос, которые вы видите.
Всенаправленные антенны
Антенны

«всенаправленные», как их часто называют, работают лучше всего, когда у вас сильный и четкий внешний сигнал. Их значительно проще установить, чем направленные антенны, поскольку их не нужно наводить, но вы должны убедиться, что у вас есть 3 или более полос сигнала в том месте, где вы устанавливаете всенаправленную антенну.

Направленные антенны

Хотя для нацеливания и установки направленных антенн требуется немного больше работы, мы обычно рекомендуем их всем, у кого либо более слабый внешний сигнал, либо в случаях, когда сигнал сильный, но зашумленный (низкие SINR и RSRQ).

Наведение направленной антенны требует немного усилий, но дает три преимущества:

  • Усиление антенны увеличивает усиление усилителя сигнала — если сигнал слабый снаружи, вы можете получить дополнительный сигнал до 12 дБ, используя высоконаправленную антенну.
  • Если наружный сигнал зашумлен, это обычно связано с межсотовыми помехами — несколько соседних вышек вещают на одних и тех же частотах. Направленная антенна позволяет сфокусироваться на одной из вышек и улучшить покрытие в помещении.
  • В некоторых случаях на характеристики широкополосного усилителя с несколькими несущими может влиять «эффект ближнего-дальнего», когда сигнал ближайшей вышки насыщает усилитель и предотвращает усиление сигнала более слабой несущей. Направленная антенна позволяет сфокусировать усилитель на более удаленной вышке и лучше сбалансировать входящий сигнал.

Некоторые люди обеспокоены тем, что установка и наведение направленной антенны означает, что вы улучшите сигнал для одной несущей, в то же время жертвуя сигналом для других несущих. Однако это случается очень редко: вышки сотовой связи обычно сгруппированы в одной области (или даже на одном полюсе), и, как правило, одно и то же направление лучше всего для всех операторов связи. И использование направленной антенны не означает, что вы не принимаете сигнал с других направлений: просто немного меньше. Вы все еще можете получить хорошее покрытие от двух вышек на разных несущих, которые находятся в противоположных направлениях, при использовании направленной антенны — один из этих сигналов обычно будет несколько сильнее, а использование направленной антенны позволяет вам нацелить и уравновесить сигнал, исходящий от каждой.

Как навести направленную антенну

Для нацеливания на большую часть широкополосных усилителей с несколькими несущими требуются два человека: один человек на крыше наводит антенну, а другой стоит в помещении рядом с антенной усилителя сигнала и проводит измерения сигнала в каждом новом местоположении и направлении. Хотя это занимает немного времени, поиск правильного местоположения и направления антенны может иметь огромное влияние на производительность вашего усилителя сигнала.

Линия продуктов

Cel-Fi, включая Quatra и GO X, делает наведение направленной антенны относительно безболезненным.Устройства предоставят вам показания сигнала, которые включают как RSRP (мощность сигнала), так и SINR (четкость сигнала), что упрощает поиск различных положений и направлений антенны и поиск наилучшего сигнала.

11 внутренних бустеров: сколько комнатных антенн купить

Многие из наших усилителей сигнала, устанавливаемых в зданиях, поставляются с опциями, включающими несколько дополнительных антенн. Итак, сколько антенн вам действительно нужно? Ответ немного сложен, но, как правило, чем больше антенн вы используете, тем лучше.Сигнал намного легче проходит по коаксиальному кабелю, чем по воздуху или сквозь стены и двери. Распространяя сигнал по всему зданию через коаксиальный кабель, вы получите гораздо более стабильное покрытие.

Очевидно, что вы не хотите устанавливать сотни антенн — в какой-то момент количество антенн становится недоступным. Как правило, мы рекомендуем устанавливать одну антенну на каждые 1000 квадратных футов покрытия для дома и небольшого офиса.

Чтобы получить более точный ответ, необходимо принять во внимание мощность и четкость сигнала в месте расположения донорной антенны, усилитель, который вы используете, а также то, является ли пространство, которое вы покрываете, большим и открытым или разделено стенами.Как правило, если ваш уличный сигнал слабый или вы используете более слабый усилитель, вам следует использовать больше антенн. Если пространство более открытое и меньше стен, можно использовать меньше антенн.

12 внутренних бустеров: какой тип внутренней антенны использовать

Существует два основных типа комнатных антенн: купольные антенны и панельные антенны. Многие из наших комплектов доступны с возможностью выбора того, что вы хотите.

Купольные антенны

Купольные антенны следует использовать, когда:

  • Область, которую вы хотите охватить — это , а не тонкая и узкая (например.грамм. коридор).
  • Вы можете попасть в пространство за потолком.

Поскольку кабель для купольной антенны выходит из задней части устройства, у вас должен быть доступ к области наверху, где вы устанавливаете купол. Например, если вы устанавливаете в офисе со съемной потолочной плиткой, купольные антенны — это то, что вам нужно. Точно так же, если вы устанавливаете на верхнем этаже дома с доступным пространством для лазания или на чердаке наверху, купольные антенны можно легко установить.

Купольные антенны

распределяют сигнал равномерно во всех направлениях и должны устанавливаться по центру в зоне, которую вы хотите охватить. Если пространство длинное и узкое, то панельная антенна может быть лучшим выбором

Панельные антенны

Панельные антенны следует использовать, когда:

  • Зона, которую вы хотите охватить, длинная и тонкая.
  • Вы не можете попасть в пространство за потолком.

Панельные антенны обычно крепятся на стене.Жгут коаксиального кабеля обычно выходит из нижней части антенны, а это означает, что вам не нужно делать отверстие в стене, чтобы установить антенну и подключить кабель. По этой причине мы рекомендуем использовать панели, если у вас нет доступа к пространству за потолком.

Панельные антенны фокусируют сигнал в пучке. Обычно луч относительно широкий (около 45 градусов), но некоторые специальные антенны уже. Панельные антенны, как правило, формируют луч, что делает их идеальными, когда вы пытаетесь охватить длинную и тонкую область.

13 Это руководство слишком длинное, вы можете его кратко изложить?

Конечно 🙂

  • Если вам понадобится помощь, возьмите трубку и позвоните нам. Мы поможем вам подобрать комплект, адаптированный под ваше приложение. Наш номер телефона: 1-800-761-3041, и мы доступны с 7:30 до 16:30 по тихоокеанскому стандартному времени с понедельника по пятницу.
  • Большинство вызовов (кроме Sprint) теперь совершаются через LTE, а не через 2G или 3G. Вам следует купить бустер, поддерживающий 4G LTE. Подробнее здесь.
  • Полоски сигналов, которые вы видите в углу телефона, показывают не только мощность сигнала, но и качество сигнала.Перед покупкой усилителя вы должны выяснить, какие значения силы сигнала (RSRP) и качества сигнала (SINR) у вас на крыше. Подробнее здесь.
  • Каждый оператор сотовой связи использует комбинацию диапазонов в разных регионах. Более низкие полосы частот (700 МГц и 850 МГц) легче проникают в здания, поэтому мы рекомендуем сосредоточиться на их усилении. Подробнее здесь.
  • Две наиболее важные характеристики бустера — это усиление и выходная мощность нисходящего канала.
    • Если ваш наружный сигнал очень слабый (менее -80 дБмВт, вам следует сосредоточиться на характеристиках усиления.
    • Если внешний сигнал сильный (выше -70 дБмВт), вам следует сосредоточиться на спецификации выходной мощности нисходящего канала.
  • FCC устанавливает пределы разрешенной выходной мощности и усиления нисходящего канала для усилителей сигнала.
    • Максимальное усиление для «широкополосных» усилителей с несколькими несущими (продукты Wilson, weBoost (ранее Wilson Electronics), SureCall и т. Д.) Составляет от 64 дБ до 72 дБ (в зависимости от частоты) для стационарного использования или использования внутри зданий. и 50 дБ для мобильного или автомобильного использования.
    • Максимальное усиление для бустеров с одной несущей (продукты от Cel-Fi) составляет 100 дБ для стационарного использования или использования внутри зданий и 65 дБ для мобильного использования или использования в автомобиле.
  • Если у вас слабый внешний сигнал (менее -80 дБмВт), вам следует использовать усилитель с одной несущей от Cel-Fi, если он доступен.
  • Если ваш уличный сигнал сильный (выше -70 дБмВт), лучше выбрать «широкополосный» усилитель с несколькими несущими от Wilson, weBoost или SureCall.
  • Наружные антенны (для зданий):
    • Если сигнал на крыше сильный и качественный (вы должны увидеть три или более полос) на всех несущих, которые вы хотите усилить, «всенаправленная антенна» будет вполне подходящей.
    • Если сигнал слабый или низкое качество, лучше всего подойдет «направленная» антенна, такая как яги или логопериодическая антенна. Их немного сложнее установить, но они того стоят.
  • Комнатные антенны (для зданий):
    • Если внешний сигнал хороший, вам следует установить примерно 1 антенну на каждые 1000 квадратных футов покрытия. Если у вас несколько этажей, убедитесь, что на каждом этаже есть свои антенны.
    • Панельная и купольная антенны: Панельная антенна может быть установлена ​​на стене.Купольные антенны необходимо устанавливать на потолке. Если у вас есть потолочная плитка или пространство для лазания, вы можете использовать купольные антенны. В противном случае используйте панельные антенны.

14 Терминология усилителя сигнала

  • Радиочастота (RF) — Радиочастота — это любая частота, используемая для передачи беспроводного радиосигнала, включая сотовый сигнал, сигнал WiFi и обычные FM- и AM-радио.
  • Сигнал нисходящей линии связи — сигнал, отправляемый с вышки сотовой связи на ваш телефон.
  • Сигнал восходящей линии связи — сигнал, отправляемый с вашего мобильного телефона обратно на вышку.
  • FCC — Федеральная комиссия по связи, правительственная организация, отвечающая за регулирование использования радиоволн (и усилителей сигнала) в США.
  • Усиление (дБ) — Усиление является мерой усиления. Чем выше коэффициент усиления, тем сильнее усиливается сигнал. Усиление обычно является положительным числом в дБ и измеряется в логарифмической шкале. Усиление 0 дБ означает отсутствие усиления.Усиление 10 дБ соответствует 10-кратному усилению сигнала, но усиление 20 дБ означает в 100 раз больше сигнала, а усиление 30 дБ — в 1000 раз больше сигнала.
  • Усиление антенны (дБи) — Антенны также имеют усиление, но не «усиливают» сигнал. Вместо этого они сосредотачиваются на отправке и получении сигнала в определенном направлении. дБи также является логарифмической шкалой. Антенна с сигналом 0 дБи вообще не фокусирует сигнал, тогда как антенна с сигналом 10 дБи принимает и передает в 10 раз больше сигнала с определенного направления, чем с других направлений.
  • Затухание (дБ) — Затухание — это ослабление сигнала на расстоянии или при прохождении через строительный материал. Затухание измеряется в дБ и обычно имеет отрицательное значение (сигнал становится слабее). -10 дБ ослабляет сигнал в 10 раз. -20 дБ ослабляет сигнал в 100 раз.
  • 3 дБ — Как упоминалось выше, дБ — это логарифмическая шкала, а 3 дБ — это ровно половина мощности. Большинство разветвителей имеют затухание около 3 дБ — они разделяют мощность, проходящую через коаксиальный кабель, пополам.
  • Уровень сигнала (дБм) — Уровень беспроводного сигнала измеряется в дБм. Как и коэффициент усиления, сигнал логарифмический. 0 дБм — 1 милливатт или 0,001 Вт; 30 дБм — 1 Вт; -10 дБм — это 0,0001 Вт или 0,1 милливатт.
  • Коаксиальный кабель — Коаксиальный кабель — это кабель особого типа, предназначенный для передачи радиочастотного (RF) сигнала. Обычно он имеет медный центральный провод, своего рода экранирование и внешний проводник.
  • Донорная антенна — Донорная антенна в системе усиления сигнала — это антенна, обычно размещаемая вне здания или транспортного средства и связывающаяся с вышкой сотовой связи.
  • Комнатная антенна — Комнатная антенна в системе усиления сигнала — это антенна, которая устанавливается внутри здания или транспортного средства и взаимодействует с вашим мобильным телефоном.
  • Всенаправленная антенна — Всенаправленная антенна — это антенна с низким коэффициентом усиления, которая принимает и передает сигнал практически во всех направлениях одинаково.
  • Направленная антенна — Направленная антенна — это антенна с большим усилением, которая фокусирует приемную и приемную антенны в определенном направлении.Три основных типа направленных антенн — это «панельные», «яги» и «логопериодические» антенны.
  • Купольная антенна — Купольная антенна — это тип внутренней антенны, которая обычно устанавливается на потолке здания и передает сигналы вниз.
  • Панельная антенна — Панельная антенна — это тип антенны, которая может быть установлена ​​в качестве донорной антенны на улице или в помещении на стене и передает сигнал наружу в том направлении, в котором она обращена.
  • Устройство защиты от перенапряжения от молнии — Устройство, которое защищает ваш дом и оборудование для усиления сигнала в случае удара молнии в донорскую антенну.

Воздействие радиочастотной энергии от сотовых телефонов: OSH Answers

Международное агентство по изучению рака (IARC) классифицировало радиочастотные электромагнитные поля как класс 2B, «возможно канцерогенные для человека». Класс 2B используется «для агентов, для которых имеются ограниченные доказательства канцерогенности для людей и недостаточно доказательств канцерогенности для экспериментальных животных». МАИР изучило имеющуюся литературу о личном облучении, связанном с использованием беспроводных телефонов, в дополнение к профессиональному облучению от радаров и микроволн, а также о воздействии окружающей среды, связанном с передачей сигналов для радио, телевидения и беспроводной связи.Они пришли к выводу, что среди пользователей беспроводных телефонов имеются «ограниченные» доказательства глиомы (разновидности рака мозга) и акустической невриномы (доброкачественной опухоли нерва, соединяющей ухо с мозгом). Они не нашли достаточных доказательств, чтобы делать выводы о других типах рака или воздействиях. МАИР объявило, что, хотя есть некоторые доказательства в поддержку классификации 2B, необходимы дополнительные исследования, прежде чем можно будет сделать дальнейшие выводы.

Министерство здравоохранения Канады добавляет, что «доказательства возможной связи между воздействием радиочастотной энергии и риском рака далеко не окончательны, и необходимы дополнительные исследования, чтобы прояснить эту« возможную »связь.Министерство здравоохранения Канады соглашается как с Всемирной организацией здравоохранения, так и с МАИР, что необходимы дополнительные исследования в этой области ».

Министерство здравоохранения Канады продолжает и добавляет следующие меры предосторожности:

« Хотя радиочастотная энергия от сотовых телефонов не представляет подтвержденных рисков для здоровья. использование сотового телефона не является полностью безопасным. Исследования показали, что:

  • Использование сотовых телефонов или других беспроводных устройств может отвлекать. Риск получения серьезной травмы может увеличиться, если вы используете эти устройства во время вождения, ходьбы, езды на велосипеде или при выполнении любых других действий, требующих концентрации в целях личной безопасности.
  • Сотовые телефоны могут создавать помехи для медицинских устройств, таких как кардиостимуляторы, дефибрилляторы и слуховые аппараты.
  • Сотовые телефоны могут также создавать помехи другому чувствительному электронному оборудованию, например системам связи и навигации самолетов.

Что касается вышек сотовой связи, пока воздействие соответствует ограничениям, установленным в рекомендациях Министерства здравоохранения Канады, нет никаких научных причин считать вышки сотовой связи опасными для населения ».

И:

« Министерство здравоохранения Канады также поощряет родители…. уменьшить радиочастотное воздействие сотовых телефонов на своих детей, поскольку дети обычно более чувствительны к различным факторам окружающей среды «.

Источник: Безопасность сотовых телефонов и вышек сотовой связи. Правительство Канады


Потребляемая мощность: Базовые станции 5G голодны , Hungry Hippos

Повышенное энергопотребление базовых станций следующего поколения может быть одним из маленьких грязных секретов 5G, который, возможно, не будет секретом еще долго, поскольку операторы развертывают начальные сети.

Энергопотребление базовой станции 5G в три раза выше, чем у ее предшественницы 4G LTE, по словам Чжэнмао Ли, исполнительного вице-президента China Mobile, на презентации на Mobile World Congress на прошлой неделе, как отметил мой коллега по тяжелому чтению Габриэль Браун:

Проблемы развертывания 5G, по словам Чжэнмао Ли, исполнительного вице-президента China Mobile (крупнейшего оператора в мире).
1. 5G требуется 3 базовых станции X для того же покрытия, что и LTE, из-за более высоких частот
2.Энергопотребление базовой станции 5G составляет 3 X LTE
3. Базовая станция 5G стоит в 4 раза больше стоимости LTE

— Габриэль Браун (@Gabeuk) 24 февраля 2019 г.
Базовые станции

5G увеличивают требования к мощности по сравнению с 4G LTE, отчасти из-за массивных антенных решеток (MIMO), используемых для технологий следующего поколения. Эрл Лам, президент EJL Wireless Research, говорит, что MIMO увеличивает требуемые «усилители мощности» и «аналого-цифровые тракты», а также общую цифровую схему в устройствах. Например, типичные базовые станции 4G теперь используют 4 элемента передатчика и 4 приемника (4T4R), в то время как 5G, как ожидается, будет использовать массивы MIMO 64T64R.

«Спринт — это 64T64R», — отмечает Лам. (См. Первые города 5G Sprint, которые сначала получат 4G Massive MIMO.)

Lum ожидает, что это увеличит требования к электроэнергии на базовых объектах. «Теперь вам потребуется 10 киловатт электроэнергии», — говорит он, поэтому операторы, вероятно, захотят иметь под рукой 15 киловатт электроэнергии. Сотовые сети 4G потребляют около 6 киловатт для электроэнергии, если принять во внимание трехсекторную 12 радиосистему.

Это может привести к тому, что некоторые операторы понизят свои требования к MIMO.По словам Лам, южнокорейские операторы используют массивы 32T32R для 5G.

«Есть много компромиссов, 64T64R имеет смысл», — отмечает Габриэль Браун из Heavy Reading. «Скажем, Sprint с сеткой сотовой связи США и необходимостью поддержки двойного LTE-NR, тогда как где-нибудь, например, в Корее или Европе, 32T32R — лучшее место».

Lum ожидает, что China Mobile рассмотрит возможность развертывания массивов 16T16R в более сельских районах, что снизит затраты, а также скорость и емкость.

В целом, со временем потребление энергии в инфраструктуре 5G должно снизиться.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *