Скорости передачи данных в сотовых сетях растут год от года, эволюционируют мобильные сервисы, беспроводной видеозвонок - далеко уже не чудо, контент-провайдеры готовы сводить вас к ближайшему стоматологу и даже показать Землю из космоса: Но, к сожалению, отечественный рынок не всегда успевает за новыми технологиями, потому подавляющее большинство российских операторов мобильной связи, как и их коллеги из 112 стран, используют далеко не новый и прогрессивный, но всё ещё самый популярный в мире стандарт GSM. Многие могут резонно заметить: "Мне всё равно, какой там стандарт, я беру телефон и разговариваю". Но найдутся и такие, кому небезынтересно устройство огромной радиосети, равно как и ответ на вопрос: "Почему иногда не ловит?"

Для начала попытаемся разобраться со спецификациями цифрового стандарта GSM (Global System for Mobile Communications). Чтобы не перегружать сугубо техническими терминами, попробуем представить ситуацию со стороны обычного пользователя, незнакомого с радиоэлектронными тонкостями. Определимся со структурой сети: мобильный телефон есть не что иное, как подвижная станция или терминал, тогда как "вышкой" или "сотой" (в просторечии в ходу много названий) принято называть базовую станцию (БС), которая состоит из антенны, а также контроллера и коммутатора, при помощи которых осуществляется удалённое управление БС. Тут следует заметить, что правильнее было бы под сотой понимать принцип размещения БС на местности - по углам правильного шестиугольника.

Сами БС связываются с основным сервером оператора посредством оптоволоконных высокоскоростных соединений или при помощи радиоканала. Ещё в далёком 1980 году для GSM-900 в евроазиатском регионе был выделен диапазон частот 862-960 МГц. На сегодняшний день операторами используются диапазоны 890-915 МГц для передачи сигнала телефона и его приёма базовой станцией и 935-960 МГц для передачи с БС и приёма телефоном. Позднее появился также стандарт GSM-1800, который позволил увеличить плотность сети и снизить мощность передатчиков мобильных телефонов. Рабочие диапазоны для этого стандарта составляют 1710-1785 и 1805-1880 МГц соответственно. США и Канада используют стандарты GSM-950/1800. Отличные от европейских частоты выделены для того, чтобы избежать интерференции с близкими соседними диапазонами, задействованными под другие нужды. Большинство мобильных телефонов выпускается специально для того или иного региона.

Мощность типичной антенны БС составляет порядка 20-35 Вт, тогда как мощность приёмника телефона - до 2 Вт для GSM-900 и до 1 Вт для GSM-1800. Именно потому время работы телефона от аккумулятора в сети GSM-1800 немногим больше, чем в GSM-900. Есть множество различных факторов, которые по-разному влияют на силу приёма сигнала телефоном. К примеру, для покрытия удельной территории сетью GSM-1800 требуется значительно больше БС, чем для GSM-900, потому первый стандарт целесообразно использовать лишь на плотно населённой местности.

Среди самых значимых факторов, которые влияют на распространение радиосигнала от GSM-вышки к мобильному телефону, следует отметить мощность, на которой работает антенна на вышке, а также конструкцию антенны, угол её наклона, азимут установки и высоту антенны (или вышки). Очевидно, что при большой высоте естественных преград (холмистая или гористая местность) может понадобиться или установка более мощных передатчиков, или увеличение количества вышек для покрытия сетью такого района, а наилучший приём в таком случае часто возможен лишь при прямой видимости передатчика приёмником. В номинальной по спецификациям конфигурации вышки передатчик GSM-900 охватывает большую территорию, чем GSM 1800. Кроме того, погода также порой является важным фактором, равно как и технические особенности самого телефонного аппарата.

Влияют ли на силу приёма GSM-сигнала мощные источники электромагнитного излучения, бетонные стены, преграды из металла, воды, земли и так далее? Все эти помехи ослабляют сигнал в той или иной мере или даже полностью глушат его. Всё зависит от плотности материала преград и их физических характеристик. К примеру, в комнате, стены которой состоят из железобетонных конструкций (арматурный каркас заливается бетоном), сила приёма может быть равной нулю, если размер ячейки арматуры меньше длины волны GSM-сигнала. А что касается ЭМИ, то источники излучения не СВЧ-диапазона влияют на силу приёма незначительно.

Есть такое понятие - диаграмма направленности излучения от антенны. В соответствии с этой диаграммой формируется луч от антенны, который идёт ни вверх, ни вниз (по этим направлениям он чаще всего бесполезен), а вперёд или вокруг вышки по горизонтальной плоскости под небольшим углом вниз. К примеру, для покрытия сетью городской территории, застроенной многоэтажными домами, чаще всего применяются антенны с лучом 65 (реже 88) градусов с вертикальной или вертикально-горизонтальной поляризацией, тогда как для ровной местности или автотрасс достаточно горизонтального луча примерно 36 градусов. Именно поэтому сила приёма сигнала мобильным телефоном, находящимся прямо под вышкой, часто заметно ниже, чем в нескольких десятках метров от базы.

Часто случается так, что у бабушки в деревне, на диком пляже в Крыму или просто в суровой бурятской степи приём сигнала значительно затруднён ввиду малой плотности БС на данной территории. В таком случае может помочь обычная выносная автомобильная антенна, которая подключается непосредственно к телефону. Уже на этапе выбора телефона для нестандартных условий использования следует позаботиться о наличии наружного разъёма на корпусе для подключения антенны. К сожалению, большинство современных моделей такого разъёма лишены, обусловлено это тем, что в США и развитой части Европы найти белое место на карте покрытия операторов очень сложно. Можно порекомендовать лишь обратиться к старым моделям, к примеру, бывший в употреблении Siemens ME45 за $10 отлично справится с поставленной задачей.

Большинство китайских автомобильных антенн низшего ценового диапазона (до $15) способны улучшить качество приёма на 1-2 деления индикатора сигнала телефона (до 5 дБ), чего хватит для SMS или голосового общения с "похрипываниями". Рекомендовать какую-то отдельную марку тут просто бессмысленно - их огромное множество. Лучше всего во время покупки выбрать место, где приём не очень уверенный (подвальное помещение или строение с толстыми стенами), и опробовать устройство самостоятельно. Слово "автомобильная" в описании антенны может ввести в некоторое заблуждение. На самом деле такую антенну можно прикрепить на крышу дачного домика или просто поднять повыше при помощи подручных средств - чаще всего этих действий достаточно для заветного коннекта с БС. Если нет, то е мешало бы обзавестись волновой антенной (похожа на те, что служат для приёма эфирного ТВ). Основной её минус в том, что она узконаправленная, потому требует точной предварительной настройки, а кроме того, стоит на порядок дороже (от $40), зато способна повысить коэффициент усиления до 15 дБ (примерно 3-4 деления индикатора). Оптимальная длина коаксиального соединительного кабеля между телефоном и антенной - до 20-30 метров. Если и это не помогло, то остаётся лишь спутниковая связь.

Как на силу приёма телефона влияет использование внешних антенн? Внутренняя или внешняя антенна - существенной разницы нет. В этом случае основной момент - правильный геометрический расчёт антенны. Если резонансная частота антенны (грубо говоря, это частота, при которой антенна имеет наибольший КПД), определяемая геометрией самой антенны, совпадает с частотой работы передатчика и приёмника, то сила приёма сигнала и дальность работы телефона будут максимальными. Кроме того, дальность приёма ограничена временем распространения сигнала (характеристика присуща исключительно цифровым видам связи) и для GSM 900 МГц составляет максимум 35 км. Так что бесконечно наращивать мощность передатчика и чувствительность приёмника смысла нет.

По какому принципу действуют разнообразные мигающие аксессуары, которые сигнализируют о звонке? Как они работают и от чего питаются? Схема очень проста и частично напоминает обычный приёмник. Такой приёмник содержит антенну (типа "полуволновой вибратор"; габариты очень небольшие, так как диапазон - СВЧ), усилитель высоких частот, детектор и индикатор. Реагирует такой приёмник на очень широкий спектр излучения. Питание осуществляется от малогабаритных элементов питания. Основной расход энергии идёт непосредственно на световой элемент.

В деле поиска сигнала важную роль играет Netmonitor - специальная программа, встроенная в телефон производителем или установленная пользователем, которая снимает показания с радиомодуля мобильника и представляет эти данные в удобном виде. Активация этой программы для разных моделей происходит по-разному. К примеру, для Symbian и Windows Mobile есть специальные приложения, в обычных телефонах может потребоваться перепрошивка. Своего рода Netmonitor - палочки сигнала на экране в режиме ожидания, только порой совершенно бесполезный. Полноценный Netmonitor показывает уровень сигнала в дБ, а также информацию (номер, частота, диапазон и прочее) об используемой в данный момент БС, а иногда ещё и о ближайших БС. Точный показатель уровня сигнала поможет найти дорогу к БС и стабильную связь даже в дремучем лесу. Занятие, конечно, нетривиальное, сродни спортивному ориентированию, но таковы уж отечественные реалии и качество услуг связи.

Среди самых простых способов повысить силу приёма можно припомнить следующий алгоритм: включите спикерфон, поместите телефон, к примеру, на ветку дерева или что-нибудь похожее и отойдите на метр или около того. Это может дать до 10-20% улучшения качества приёма. Объясняется столь неординарный подход очень просто: до 10-20% мощности GSM-сигнала поглощается самим разговаривающим или другими крупными плотными предметами, которые располагаются поблизости или контактируют с телефоном.

И напоследок расскажем про возможные пути "избавления" от GSM-сигнала, потому как уже сегодня часто встречаются места, где использовать телефоны запрещено. Это может быть больница, где есть опасность частотной интерференции с медицинскими аппаратами; самолёт, где работа телефона может повлиять на бортовое оборудование; университет - чтобы исключить возможность списывания; или же, к примеру, ваше рабочее место - для обеспечения пущей безопасности.

Как устроена GSM-глушилка и каков принцип её работы? Это обычный широкополосный генератор шума с двумя несущими частотами (на 900 и 1800 МГц), который покрывает сразу много каналов GSM, делая приём невозможным. Радиус действия такого устройства составляет порядка 20-100 метров в зависимости от конструкции и местности, на которой оно используется. Стоимость обычной офисной глушилки всего около $80-100.