Радиомодуль в смартфоне — что это и зачем нужно?
Использование, применение и ключевые функции радиомодуля в телефонах.
В телефонах и смартфонах есть радиомодуль. Это небольшой участок на материнской плате, который принимает радиосигналы. Благодаря радиомодулю устройство выполняется следующие важнейшие операции:
При возникновении проблем с радиомодулем заметно ухудшается качество передачи сигнала на телефоне и смартфоне. В случае, если этот модуль выйдет из строя, гаджет не будет выполнять основные функции.
От установленного в гаджет радиомодуля зависит, например, будет ли телефон ловить сигнал в подземном переходе или метро. Частые потери сигнала и оповещения о том, что «Сеть не найдена», могут говорить о том, что радиомодуль вышел из строя.
Один радиомодуль может работать с несколькими SIM-картами одновременно (когда устройство находится в режиме ожидания) и попеременно. Он совместим с разными сетями и телефонными номерами. Например, пользователь может принимать звонки на два номера и совершать исходящие звонки с любой SIM-карты.
При этом, когда одна симка находится в активном режиме, например, во время разговора, второй номер будет недоступен для приема сети. Это происходит из-за того, что в этот момент работает только один канал связи. Такой режим работы называется DSDS — Dual SIM Dual Standby. В режиме ожидания SIM-карты взаимодействуют с сетью одновременно благодаря временному мультиплексированию. Когда звонок поступает на одну из симок, вторая просто отключается.
Некоторые производители гаджетов устанавливают два радиомодуля. Этот режим называется DSDA — Dual SIM Dual Active. В этом случае обе SIM-карты будут доступны всегда, даже когда пользователь совершает звонок с одной из них. Но такое решение требует больше затрат на производство гаджетов. Также мобильные устройства, на которых стоит два радиомодуля, быстрее разряжаются.
Что представляет собой радиомодуль в мобильном телефоне?
Наверняка многие задаются вопросом о том, что представляет собой радиомодуль в телефоне. В особенности, такой вопрос стал более часто задаваемым после того, как у пользователей мобильных устройств появилось желание и потребность использовать 2 сим-карты одновременно на одном мобильном телефоне. Для начала стоит отметить, что радиомодули используются в качестве быстродействующих устройств для дистанционного сбора и хранения данных. Таким образом, мобильные телефоны с 2 сим-картами используют либо один радиомодуль, либо два.
Однако в этом случае, принцип их функционирования отличается от плат мобильных устройств с 1 сим-картой. В целом, число доступных для применения радиомодулей в телефоне находится в непосредственной зависимости от его производителя. В результате, в телефоне с 2 сим-картами, который для работы использует лишь 1 радиомодуль, обе сим-карты будут функционировать в режиме ожидания. Т.е. когда звонок поступает на одну сим-карту, вторая становится недоступной. Выходит, что, несмотря на то, что такой телефон даёт возможность пользоваться двумя сим-картам, но активной в этом случае по-прежнему остаётся только одна. Аналогичная ситуация возникает также и при использовании интернет-услуг — лишь одна сим-карта будет способна осуществлять приём и передачу данных. На сайте http://iptech.com.ua/ вы можете узнать больше интересного о технологии беспроводной связи.
Отсюда следует, что использование радиомодуля в мобильном телефоне даёт возможность пользователям передавать и принимать сигналы сети, а именно: вам могут звонить, вы можете звонить, отправлять и принимать как sms-сообщения, так и мультимедийные, а также вы можете пользоваться услугами мобильного интернета.
В телефоне радиомодуль представляет собой небольшой участок, который находится на материнской плате, именно он и принимает различные радиосигналы. В этом случае, к снижению силы сигнала и его качества, а также его полного отсутствия, приводят следующие факторы: неправильная установка или отвал радиомодуля, установка радиомодуля, который в свою очередь не подходит для платы данного телефона и т.п.
В результате стоит отметить, что именно от использования в телефоне различных типов радиомодуля, а также различия в их установке будет зависеть то, будет ли ваше мобильное устройство ловить сигнал в подземном переходе, или оно будет периодически сбоить, либо и вовсе на экране появится сообщение «Сеть не найдена».
К слову можно добавить, что благодаря развитию современных технологий беспроводной связи, теперь возможно осуществлять глонасс мониторинг транспорта, который подразумевает собой спутниковое слежение, позволяющее существенно повысить эффективность контроля за любым объектом.
Радиомодуль в смартфоне
Для чего нужен радиомодуль в телефоне
Для чего нужен радиомодуль в телефонеРадиомодуль в мобильном телефоне играет важнейшую роль. Его задача принимать и передавать сигналы сети, т.е. именно благодаря ему можно совершать и принимать звонки, сообщения, пользоваться мобильным интернетом.
Сам радиомодуль занимает скромную площадь на материнской плате. Помехи, брак при монтаже модуля, наличие в непосредственной близости крупных металлических элементов ухудшают качество передачи сигнала.
Отличие смартфонов с одним и двумя радиомодулями
Особенности работы радиомодуля в смартфоне будут интересны пользователям аппаратов с двумя сим-картами. Модели сотовых делятся на те, которые поддерживают работу двух sim-карт одновременно и попеременно. Так, один радиомодуль может функционировать с несколькими sim-картами, т.е. с разными сетями и разными телефонными номерами мобильных, пользователь может принимать звонки на два номера и совершать исходящие звонки с любого номера, но, в момент активности одной из сим, другая карта становиться не доступна к приёму сети. Таким образом, в режиме активности, например разговора, будет работать только одна сим-карта, в режиме же ожидания радиомуль готов работать с любой из карт, которая первая станет активной. Происходит это потому, что фактически работает один канал связи.
Некоторые производители иногда выпускают смартфоны с двумя радиомодулями, в таком случае обе сети всегда доступны, однако, эта технология удорожает производство, влияет на уменьшение автономности смартфона и не относится к массовому спросу. Небольшому же проценту пользователей, которым важно иметь параллельную работу номеров, предстоит выбор из очень ограниченного модельного ряда, имеющегося на мобильном рынке.
DSDS
DSDSЕсли слегка углубиться в нюансы, то большинство из представленных в продаже мобильных устройств с 2-мя SIM-картами функционируют в режиме DSDS. Суть его работы в попеременности и основана она на эксплуатации одного радиомодуля. Когда мобильный находится в режиме ожидания, обе сим-карты связаны со своей сетью одновременно благодаря уплотнению канала передачи, т.е. в состоянии покоя несколько потоков с меньшей скоростью передаются по одному каналу. Как только на одну из сим-карт поступает звонок, вторая автоматически отключается и становиться недоступной для внешних звонков и сообщений.
Если сравнивать работу данного режима с работой смартфона с одной сим-картой, то качество связи такого устройства будет незначительно ниже. Обуславливается это тем, что радиомодуль постоянно несет нагрузку в двойном объеме и вынужден попеременно обращаться то к одной, то к другой базовой станции разных мобильных операторов.
Вероятно, именно для пользователей не терпящих никаких компромиссов были созданы устройства с поддержкой режима DSDA. Такие телефоны оснащаются 2-мя радиомодулями, не зависящими в своей работе друг от друга. Преимущество такого режима в возможности приема входящих звонков и сообщений одновременно на обе симки. При этом, DSDA-смартфоны нещадно поглощают энергию, как уже упоминали, и являются достаточно дорогостоящими устройствами.
Трактат о радиотрактах или некоторые маркетинговые заблуждения о радиосвязи
Написать данную статью побудило наличие в сети большого количества маркетинговых заблуждений, информации типа «радиооборудование, работающее на дальности в 100км», «радиооборудование работает на полностью закрытых трассах» и т.п. В принципе, маркетинг на то и существует, чтобы приукрасить тот или иной продукт, однако сейчас всё чаще и чаще сталкиваюсь с тем, что многие коллеги воспринимают данные маркетинговые заявления за чистую монету. В статье постараюсь озвучить и обосновать некоторые утверждения, которые конкретизируют некоторую «маркетинговую информацию».
Прежде чем начать, имеет смысл напомнить общепринятую классификацию диапазонов радиоволн в теории радиосвязи.
Собственно, никто никому не запрещает придумать свою классификацию диапазонов радиоволн, но все классификации в теории радиосвязи обычно строятся либо по частотному типу (УВЧ — ультравысокие частоты), либо по длине волны (УКВ — ультракороткие волны). Пользуются обычно совмещённой классификацией (когда говорят «УКВ», подразумевают определённый частотный диапазон). Некоторая общая классификация диапазонов радиоволн дана в таблице здесь — ну куда же без Википедии.
Дополнение к ней именно по УКВ-диапазону дано в верхней таблице здесь.
Согласно этим данным, всё общераспространённое на рынке оборудование, с помощью которого строятся радиоканалы в диапазоне от 30МГц и выше (есть смысл говорить о верхней границе до 90ГГц), относится к УКВ-диапазону. Т.е. все протоколы классов и семейств типа GSM, WiFi, WiMax, LTE, ШБД, РРЛ и т. д. работают именно в данной категории со всеми присущими данному диапазону особенностями. Радиосвязь в УКВ-диапазоне организуется поверхностной волной, поэтому дальность в пределах Земли не очень велика и ограничивается «кривизной Земли». Когда говорят про радиосвязь, часто все рассуждения сводятся к связи между 2-мя точками. Поэтому чтобы не усложнять нашу статью схемами «точка — многоточка», «многостанционный доступ» и т.д. ограничимся схемой «точка — точка» или «радиоканал».
1. Утверждение первое
Максимальная практическая дальность, на которую можно организовать радиоканал в УКВ-диапазоне — 50-60км. Поясню термин «практическая». Он означает только одно: организовать радиотрассу на большие расстояния возможно, но только в том случае, если будет подходящая высота подвеса оборудования.
Максимальная дальность радиотрассы в УКВ-диапазоне сводится к расчёту по следующей формуле:
D = 3,57 * [²√(H1) + ²√(Н2) + 10 * ³√(λ)]
Где:
3,57 — коэффициент рефракции, учитывающий кривизну поверхностной волны на частотах более 1ГГц. Если частоты менее 1ГГц, то коэффициент будет равен 4,12 или 4,56 (на частотах менее 500МГц).
D — дальность радиотрассы, в км.
Н1, Н2 — высота подвеса приёмной и передающей антенн, в м.
Λ — длина рабочей радиоволны в м. Однако этим параметром при расчётах УКВ-радиотрасс часто пренебрегают из-за его малой величины.
Есть пример рассчитанной таблицы, поясняющий данную взаимосвязь. Согласно данной таблице, чтобы организовать радиотрассу на 50км, потребуется подвесить антенны с обоих сторон выше чем на 49м. Для сравнения, 53м — это верхняя точка современного 16-ти этажного дома. Таблица верна, если поверхность Земли на трассе как бильярдный шар идеально ровная. Если есть разные возвышения рельефа, постройки или деревья — надо поднимать антенны выше, как минимум на величину данных препятствий. Далее нужно ещё компенсировать величину 1-й зоны Френеля, но об этом ниже. В современных условиях на радиотрассе обычно неожиданно оказывается застройка, или какой-нибудь лес, или всё упирается в «нехотение владельцев высотных точек пускать Вас в свою вотчину».
На моей практике были случаи организации УКВ радиорелейной связи на расстояние примерно в 400км. Сеанс связи был организован на старых аналоговых радиорелейных станциях, работающих на антенны с круговой диаграммой направленности, одна из которых была в летящем самолёте (высота более 1000м).
Спутниковая связь работает в том же диапазоне, но там видимость есть всегда, когда спутник связи над горизонтом.
Заметим, значения мощности передатчика и чувствительности приёмника в формуле не участвуют. Дело в том, что влияние мощности на дальность радиосвязи в УКВ-диапазоне мало существенно, ибо диапазон высокочастотный. Мощности у существующего на рынке оборудования измеряются в десятках, реже в сотнях миливатт (встречались величины в 20, 63, 150мВт), варьируются также коэффициенты усиления у антенн. Понятно, что радиооборудование большей мощности и с большим коэффициентом усиления антенны даст лучшую энергетику в канале, но это в основном влияет на скорость канала и его устойчивость при наличии помех, препятствий и т. д., но об этом несколько ниже.
При организации радиосвязи на современном цифровом оборудовании на длинных радиотрассах (более 30км) часто наталкиваются на ограничения, которые накладываются высокими скоростями в канале. При организации высокоскоростных радиотрасс используется радиооборудование, которое применяет довольно сложные способы манипуляции/модуляции сигнала, одновременно несколько поляризаций сигнала, работает с увеличенной шириной полосы пропускания канала. Если протяжённость радиотрассы большая, а мощность передатчика и чувствительность приёмника при этом недостаточные, то на всё это начинает сильно влиять естественная задержка сигнала в канале, отражённые сигналы, это приводит к потерям и переповторам, адаптивному снижению скорости и пропаданию связи, т. е. радиоканал банально часто «падает».
Как-то коллеги из одной сотовой компании рассказывали, как организовали радиорелейную трассу на 50км. По поведению энергетики данной трассы, с их слов, «можно было предсказывать погоду».
2. Утверждение второе
На «полностью закрытых трассах» организовать УКВ-радиосвязь практически нельзя. Традиционно поясню термин «практически». Сделать это можно, но довольно проблематично — нужны ретрансляторы (отражатели), какие-то другие способы обхода препятствий или повышения энергетики в канале. Обычно, когда такое утверждается каким-либо вендором, то речь идёт либо о «полузакрытой трассе», либо связь организуется на «отражённом сигнале».
Теория говорит, что модель радиотрассы описывается не лучом, а фигурами, которые напоминают огурец и стакан вытянутый элипсоид вращения. Это так называемые зоны Френеля, для нас критична 1-я, про неё и будем говорить. При расчёте радиотрассы смотрят, есть ли препятствия на ней, и как они закрывают зону Френеля данной трассы. Практика показывает, что видимость между двумя точками, между которыми нужно организовать радиотрассу, может и быть, а вот при частичном перекрытии зоны Френеля препятствиями, энергетика радиотрассы будет слабенькой, и организовать радиоканал с нужными скоростями будет проблематично. Трасса с 20% закрытия зоны Френеля уже будет «полузакрытой» и будет терять энергетику. Оборудование, которое может реально работать на полузакрытых трассах (30-40% перекрытия зоны Френеля), на рынке стоит довольно дорого, и представлено очень малым количеством вендоров (упоминать не буду, ибо реклама). При закрытии зоны Френеля на 50% и более, нормальная работа радиотрассы без потерь практически нереальна.
Радиус данной зоны Френеля в конкретной части радиотрассы или минимальный просвет до препятствия рассчитывается по формуле:
h = ²√[1/3*D* λ*X/D*(1 — X/D)], где
h — величина «просвета»,
D — длина радиотрассы в м.,
Λ — длина рабочей радиоволны в м,
Х — расстояние до точки препятствия, в м.
В итоге, если подставить в формулу данные по 10км трассе в диапазоне 2,4ГГц, то получим максимальный радиус зоны Френеля на середине трассы более 10м. На 50км это значение будет равняться более 23м.
Компенсировать влияния препятствий на зону Френеля можно либо поднятием точки подвеса антенн ещё на необходимую величину просвета — смотрим рассуждения по Утверждению 1, либо повышением энергетики в канале — новые, обычно сверхбюджетные, затраты на мощность, коэффициенты усиления антенн, проприетарные протоколы отдельных вендоров.
3. Утверждение третье
Скорость в радиоканале, заявляемая продавцом оборудования, реальная скорость в радиоканале fullduplex, пакетная производительность — совершенно разные характеристики, друг с другом часто не совпадающие.
Обычно, когда в характеристиках радиооборудования упоминается скорость организуемого радиоканала, оказывается, что не все йогурты одинаково полезны это общая теоретическая скорость в радиоканале. Т.е. это суммарная скорость в радиоканале «туда» и «обратно». Поясню на примере. Как-то столкнулись с радиооборудованием, про которое заявлялось, что на нём можно организовать радиоканал в 350Мбит/с. Детальное изучение показало, что мы имеем в лучшем случае только теоретические 175Мбит/с FullDuplex. Реально речь шла в лучшем случае о 140Мбит/с, а далее выяснилось, что радиооборудование имело интерфейс 10/100BaseTx, т. е. величину реальной скорости по каким-то веским причинам производитель ограничил до 70-80Мбит/с.
Текущие аппаратные реализации практически всего радиооборудования представляют собой в общем виде сетевой IP-маршрутизатор (той или иной степени функциональности) с радиоприемо-передающим модулем/модулями. Всё это помещено в одну коробку. Работает это примерно так — сетевой протокол обрабатывается железом под спецификации радиопротокола (обычно 802.11) и выдаётся в эфир. Естественно, для этого требуется некоторая мощность аппаратной начинки. Отсюда и ограничения, которые характеризуются пакетной производительностью.
Пакетная производительность — это характеристика радиооборудования, которая показывает какой будет скорость в канале, если пойдёт «тяжёлый» трафик. К «тяжёлому трафику» обычно относят трафик, который генерируется приложениями, использующими пакеты малого размера (VoIP, TV и т.д.). Есть старенькая статья, в которой осуществляется подробный анализ пакетной производительности оборудования WiFi, применяемого в сетях ШБД. Статья, конечно, направлена на рекламу конкретного типа оборудования и конкретную компанию, но анализ, которым пользуется автор, на мой взгляд правильный. Итог статьи, если опустить всю рекламу, таков. Если не знать пакетную производительность конкретного радиооборудования, то можно получить неприятный сюрприз в виде максимальной скорости на радиоканале в 16% от заявленной. Знаю только одного вендора, у которого пакетная производительность оборудования реально совпадает с заявленной скоростью на радиоканал. Этого данный вендор добился применением исключительно проприетарных протоколов в работы своего оборудования. Гораздо чаще бывает, что пакетная производительность — это не задокументированная характеристика.
4. Утверждение четвёртое
По теме, касательно того, кому нужно получать разрешение на работу в разрешённом диапазоне, а кому нет, остановлюсь очень кратко, ибо это тема для отдельного разговора. Порядок получения разрешения может иметь разрешительный характер или уведомительный. Он довольно сложен, всё зависит от того, кто мы — юридическое или физическое лицо, организуем радиоканал в коммерческих целях или для собственного пользования, оборудование какой мощности используем, используем в помещении или вне его, на какую высоту подвешиваем, в каком диапазоне работаем.
В принципе, можно ориентироваться на то, что если мы используем в помещении или на улице в диапазоне 2,4-2,4835ГГц оборудование мощностью до 100мВт, не предоставляем коммерческие услуги через него, то можно не получать разрешения. То же самое справедливо для диапазона 5,15-5,25ГГц для оборудования мощностью до 200мВт, но только внутри помещения. Но опять же, нужно понимать, что во всех подобных случаях, как всегда есть нюансы, к примеру, мощность 100мВт — это мощность на выходе из антенны, т. е. она получается из мощности самого передатчика с учётом коэффициента усиления антенны.
Справедливости ради нужно добавить, что на любые радиоканалы диапазона 76-86ГГц получать разрешения не нужно.
В сухом остатке имеем очевидную банальность следующий итог. С точки зрения соотношения цена-качество, при учёте озвученных утверждений:
1. Есть смысл рассматривать организацию радиоканала в условиях городской застройки, если нужное расстояние не превышает 10км. Обычно эффективно использовать на расстоянии 3-5км.
2. Есть смысл рассматривать организацию радиоканала в условиях открытой местности, если нужное расстояние не превышает 20км. Обычно эффективно использовать на расстоянии 12-15км.
Что такое радиомодуль в телефоне
Вопрос, что такое радиомодуль в телефоне, стали задавать себе пользователи после того, как возникла необходимость и желание использовать две сим-карты одновременно.
До этого момента вопросом о радиомодуле в телефоне интересовались лишь любители ковыряться в мобильных аппаратах, а также мастера по ремонту мобильных телефонов.
Для чего он нужен
Радиомодуль в телефоне позволяет принимать и передавать сигналы сети, а это значит, что:
Отвал радиомодуля или его неправильная установка, установка неподходящего плате радиомодуля, наличие рядом с ним металлических деталей, ведёт к снижению качества и силы сигнала вплоть до появления сообщения на экране «Сеть не найдена/Поиск сети».
Именно использование различных радиомодулей, различие в их установке производителями и говорит о том, что один телефон будет ловить в подземном переходе, второй телефон будет сбоить, а третий просто не будет показывать сигнал сети.
Помимо самой электроники, радиомодулем в телефоне нужно считать и специализированное программное обеспечение. Это библиотеки драйверов, которые заставляют работать и «общаться» между собой все аппаратные части телефона.
Существует большое количество телефонов китайского производства, у которых сим-карты «вылетают» и требуют установки дополнительных патчей сим-карт, чтобы всё работало нормально.
Бывает и так, что при обновлении операционной системы смартфона (прошивки) пропадает сигнал сети – тогда нужна версия драйверов и патчей по свежее.