Почему уровень сигнала сотовой связи измеряется в dBm, а качество – в dB?
В программах для оценки сигнала от сотовых станций можно встретить много разных индикаторов. Часть из них показывают уровень, а другие – качество. Измеряются они не в привычных нам ваттах, а в dBm и dB. Расскажу почему используются именно эти величины и что означает “m” в конце.
В сотовых сетях, в отличие от теле- или радио-вещания мощность излучения передатчиков намного ниже. Если к антеннам на телевышках подводится от нескольких единиц до десятков кВт энергии, то на базовых станциях через антенны излучается сигнал с мощностью в среднем 20-60 Вт. Но это на выходе передатчиков сотовой станции. До смартфонов, с учётом многочисленных препятствий и большого расстояния, от этих ватт долетают считанные доли, измеряемые в микро или даже пиковаттах.
Использовать приставки системы Си или постоянно добавлять 10 в какой-то степени не удобно. Для обозначения мощности и качества сигнала в сотовой связи применяют логарифмическую шкалу. Именно поэтому в программах вроде “Сотовые вышки” или “Netmonitor” мы не находим привычных ватт.
Почему же значения могут быть отрицательные? Как качество или мощность могут становится ниже нуля? Ответ кроется в том, что логарифмическая шкала показывает не абсолютные значения, а относительные. Когда мы измеряем качество сигнала в сотовой связи, то мы сравниваем полезный сигнал относительно чего либо.
Например, в 3G есть такой индикатор Ec/I0, который измеряется в dB и показывает отношение уровня полезного сигнала для данного смартфона относительно мощности всего сигнала в заданной полосе. Нормальными, для Ec/I0 являются значения -3-6 dB. На практике это говорит о том, что мощность полезного сигнала в 2-4 раза ниже, чем уровень всего сигнала в канале шириной 5 МГц.
Если бы значения, Ec/I0 были положительными, то была бы обратная ситуация и уровень полезного сигнала был бы в 2-4 раза выше. Точно также и другие индикаторы качества, например, RSRQ в 4G, которые измеряются в dB показывают на сколько полезный сигнал выше или слабее чего-то ещё.
В индикаторах показывающих мощность сигнала, например, RSSI также применяется логарифмическая шкала. Отличие в том, что за относительную величину при измерении мощности все договорились считать 0,001 Вт, то есть 1 милливатт.
Поэтому, если вы видите, что уровень сигнала отрицательный – это всего лишь означает, что его мощность ниже 1 мВт, а если положительный – выше. Чтобы все понимали, что значение уровня сигнала сравнивается именно с 1 мВт после цифры указывают dBm или дБм.
Вот собственно и весь секрет. Логарифмическая шкала применяется исключительно для удобства, а отрицательные значения говорят, что измеряемая величина ниже уровня другого сигнала или относительной величины – 1 мВт.