Качество силы сигнала 3G и 4G LTE и прогнозируемые скорости передачи данных

Очень часто у потенциальных пользователей мобильного интернета возникает вопрос как же определить будет ли в моем загородном доме (на даче) ловить мобильный интернет и какая будет скорость? Отсюда вытекает следующий вопрос - какую антенну выбрать для того, чтобы скорость интернета была максимальной в том или ином месте?

В данной статье мы постараемся пролить свет на подобные вопросы и спрогнозировать скорость передачи данных в зависимости от качества сигнала мобильного оператора.

Итак, думаю многим понятно, что чем лучше сигнал мобильной связи, тем быстрее скорость передачи данных. И это касается не только доступа в интернет, но и обычных разговоров по мобильному телефону. Но для передачи данных (мобильного интернета) важен не только уровень сигнала, но и соотношение сигнал/шум. 

Как определить уровень сигнала сотового оператора при помощи подручных средств?

Если у вас телефон на Андроид - есть два способа определить показатели уровня сигнала. 

Способ №1

Быстрее всего определить уровень сигнала можно при помощи штатных инструментов системы Андроид. Для этого нужно зайти в настройки телефона, затем зайти в раздел "О телефоне" и в нем найти подраздел, посвященный статусу работы SIM-карт. Так например, на смартфоне Xiaomi Mi8  нужно зайти в "Настройки" - "О телефоне" -  "Все параметры" - "Общая информация" - "Статус SIM". Данный способ позволит увидеть тип сотовой сети, в которой обслуживается СИМ-карта в текущий момент времени и уровень сигнала. К сожалению данный способ не позволит определить частоту, на которой обслуживается SIM-карта. А этот параметр может быть очень существенным, особенно при выборе усиливающей антенны.

Замеры следует сделать в помещении, где будет установлен модем или роутер, снаружи помещения, если есть такая возможность - на крыше здания (на балконе последнего этажа, на чердаке или в любом высоком месте данного здания), а также на расстояниях 400-500 метров от здания с разных сторон. Показатели нужно зафиксировать. Это даст понимание какой уровень сигнала внутри помещения, снаружи, на крыше и позволит наиболее точно подобрать антенну.

Способ №2

Установить на смартфон на андроиде специализированную программу по типу NetMonitor или Network Cell Info Lite и т.п. Их можно бесплатно скачать в магазине приложений и установить на смартфон. Мы пользуемся программой Network Cell Info lite. Она дает возможность определять все интересующие параметры сотового сигнала в удобном формате.

В данном примере мы видим, что тип сотовой сети в которой в текущий момент обслуживается SIM-карта оператора lifecell - это LTE (т.е. 4G). 

Частота обслуживания - Band 3 (1800 МГц). В вашем случае могут быть другие показатели. Таблицу частотных диапазонов 4G LTE, которые используются в Украине смотрите по ссылке.

А далее мы видим показатели уровня сигнала, такие как RSSI, RSRP, SINR и RSRQ о которых подробнее мы расскажем ниже. 

RSSI (Received Signal Strength Indicator) - индикатор силы принимаемого сигнала или мощность сигнала. Значение измеряется в дБм (dBm) со знаком минус. Чем минус меньше, тем лучше мощность сигнала (Например: сигнал - 58 dBm лучше чем сигнал -92 dBm). Отличные показатели RSSI от -30 dBm до -50 dBm, хорошие - от -50 dBm до -70 dBm, удовлетворительные - от -70 dBm до -85 dBm и плохие - от -85 dBm до -110 dBm. При показателях RSSI -120 dBm и ниже может наблюдаться отсутствие сигнала, обрывы голосовой связи и отсутствие подключения к интернету.

RSRP (Reference Signal Received Power) – уровень сигнала, принимаемого с Базовой Станции. RSRP измеряется в дБм (dBm). Если значение RSRP= -120 dBm и ниже, LTE-подключение может быть нестабильным или вообще не устанавливаться. Чем больше показатель RSRP, тем уровень сигнала выше и скорость передачи данных будет быстрее. Нормальные показатели - это от -50 dBm до -95 dBm. Плохие показатели - от 110 dBm и ниже.

SINR (Signal Interference + Noise Ratio) также называемый CINR (Carrier to Interference + Noise Ratio) – отношение уровня полезного сигнала к уровню шума (или просто соотношение сигнал/шум). Значение SINR измеряется в дБ (dB). Чем выше данное значение, тем лучше качество сигнала. При значениях SINR ниже 0 скорость подключения будет очень низкой, т. к. это означает, что в принимаемом сигнале шума больше, чем полезной части, при этом вероятность потери LTE-соединения также существует. Поэтому при хорошем сигнале показатель SINR должен быть с плюсом и чем показатель выше, тем качественнее сигнал, в нем меньше шума и тем выше будет скорость передачи данных. Для примера можно заметить, что показатели SINR 20 dB и выше - это очень хороший, 10-20 dB - хороший, от -10 dB до 5 dB - удовлетворительный, от -10 dB и ниже - плохой.

RSRQ (Reference Signal Received Quality) – качество принятых пилотных сигналов. Значение RSRQ измеряется в дБ (dB). Этот показатель характеризует уровень шума. Чем он меньше, тем лучше. При хорошем сигнале RSRQ стремится к нулю или к положительному значению. 

CQI (Channel Quality Indicator) - для каждой абонентской станции UE (User Equipment) и каждого частотного блока несущей формируются индикаторы качества канала CQI (Channel Quality Indicator). Этот параметр может принимать значения от 0 до 15. Чем выше значение, тем лучше (тем выше скорость, которую может выделить базовая станция оператора LTE).

Зафиксировав эти показатели в помещении, снаружи здания, на крыше (на балконе), на расстоянии 400-500 метров с разных сторон здания можно получить примерную картину по параметрам сигнала интересующего вас мобильного оператора, исходя из которых можно подбирать усиливающую антенну.

В отдельных случаях нужно зафиксировать телефон на какой то определенной сети - 3G либо 4G, чтобы точнее определить параметры сигнала. Для принудительной фиксации смартфона в определенном режиме сети можно воспользоваться меню "Предпочтительный режим сети" в "Мобильная передача данных". LTE - это 4G, UMTS/WCDMA - это 3G.

Ниже предлагаем вашему вниманию таблицы ориентировочных показателей качества сотового сигнала и прогнозируемых скоростей передачи данных.

Качество сигнала и прогнозируемая скорость передачи данных в сетях 3G UMTS/WCDMA

Значение RSSI и Ec/Lo можно посмотреть в меню управления модема или роутера в разделе "Об устройстве".

Качество сигнала и прогнозируемая скорость передачи данных в сетях 4G LTE

Значение RSSI и SINR можно посмотреть в меню управления модема или роутера в разделе "Об устройстве".

В таблицах указаны ориентировочные показатели скорости передачи данных, которые на практике могут отличаться как в меньшую так и в большую сторону. Это зависит не только от силы сигнала и соотношения сигнал/шум, но и от многих других параметров, таких как загруженность базовых станций, погодные условия, наличие различного рода препятствий, мешающих прохождению радиоволн и т.д.

Исходя из приведенных выше таблиц можно определиться с подбором усиливающей антенны для вашего модема или роутера. Понятно, что всегда хочется большего, особенно когда это касается скорости мобильного интернета за городом, но давайте смотреть правде в глаза - все упирается в деньги. Так например, если у вас зона обслуживания 4G на частоте 1800 МГц и сила сигнала например -89 dBi, то купив антенну на 15 dBi с 10 метрами кабеля RG58 вы получите прирост примерно на 9 dBi (потеря сигнала на кабеле 10м  будет составлять ориентировочно 5-6 dBi). В итоге на выходе получится -80  dBi и прогнозируемая скорость в пределах 20 Мбит/сек. Если вам такой скорости для ваших задач достаточно, то можно не платить больше. Если же нужна более высокая скорость то возможно вам подойдет антенна на 24 dBi и кабель не RG58, а RG8. При выборе такого комплекта оборудования вы получите на выходе силу сигнала примерно 65-67 dBi (2-3 dBi будет потеряно на кабеле и разъемах) и прогнозируемую скорость в пределах 30-40 Мбит/сек. Но такая мощная антенна и кабель будут стоить в несколько раз дороже.