Dosah sítí GSM: 35 km a víc už nic?

Možná se vám na dovolené stalo, že v nížině, na poušti či na moři jste měli k dispozici dlouho silný signál některé mobilní sítě standardu GSM, a když jste se však ještě maličko vzdálili, signál jako by zmizel. Čím je tento jev způsoben a jak mu mohou operátoři čelit?

Když Donald Newcomb ze Spojených států navštívil Itálii, kromě cestování po souši se také plavil po Středozemním moři. Byl vybaven nejen mobilním telefonem standardu GSM, ale též směrovou Yagiho anténou. Když se vzdálil 35 km od základnové stanice, jeho ukazatel síly signálu na jeho telefon stále zobrazoval tři čárky, při použití Yagiho antény dokonce pět čárek. Poté, co vzdálenost vzrostla na 36 km, Newcomb podle vlastních slov "dospěl na konec vesmíru GSM".

Pan Newcomb naštěstí věděl, jak pracuje síť GSM, a proto nebyl znepokojen. Pásmo GSM je sdíleno jednak pomocí frekvenčního multiplexu (Frequency Division Multiple Access, FDMA, různí účastníci vysílají a přijímají na různých frekvencích), jednak pomocí časového multiplexu (Time Division Multiple Access, TDMA, frekvence je sdílena různými účastníky najednou, účastníci se střídají v timeslotech podobně, jako když se žáci rozpočítávají na hodině tělocviku). V případě GSM obnáší TDMA rozdělení kanálu na 8 timeslotů.

Časový předstih je nutný a pomůže s vypočtením polohy mobilu

Elektromagnetické vlny signálu GSM se šíří konečnou rychlostí, limitem je rychlost světla. Je třeba zařídit, aby BTS (základnová stanice) přijímala signál od mobilů nacházejících se v různé vzdálenosti, aniž by se jednotlivé timesloty překrývaly. Mobilu je proto podle jeho vzdálenosti od BTS přiřazena hodnota TA (Timing Advance, časový předstih). Mobil tedy podle hodnoty TA začne vysílat o něco dříve, než by vysílal přímo u BTS. TA je šestibitové číslo, může tedy nabývat hodnot 0 až 63. Maximální poloměr plochy pokryté danou BTS byl stanoven na 35 km, TA tedy vyjadřuje vzdálenost telefonu od BTS v krocích po 35 km / 64 = 547 metrů, zaokrouhluje se na 550 metrů.

Ve vzdálenosti vyšší než 35 km máme s GSM smůlu, TA však přináší i určitou výhodu. Pokud v daném okamžiku známe hodnotu TA pro několik BTS najednou a zároveň známe polohu BTS (to není problém, BTS nikam neuteče a zejména její vlastník jistě dobře ví, kam ji postavil), můžeme vypočítat polohu telefonu. Tímto způsobem fungují lokalizační služby nabízené dvěma našimi operátory, na podobném principu funguje i družicový navigační systém GPS (družice se ovšem pohybují) či pasivní lokátory jako slavná Tamara (její provoz je však komplikován tím, že musí sledovat provoz na mnoha frekvencích zároveň). Zjišťování poloh dle hodnoty TA si můžeme názorně vyzkoušet pomocí papíru a kružítka, body znázorňující polohu BTS by pak tvořily středy kružnic, jejichž poloměry by byly přímo úměrné hodnotě TA. Mobilní telefon se nachází v průsečíku těchto kružnic.

Řešení nabízená našimi operátory využívají SIM Toolkit, ve skutečnosti je však pro určení polohy nutný pouze přístup k naměřeným hodnotám TA.

CDMA: Výhody i slabiny

Limit daný rozmezím hodnot TA se nevyskytuje u mobilních sítí, které na rozdíl od GSM nefungují na základě časového multiplexu. Analogové systémy jako NMT u nás či AMPS ve Spojených státech využívají pouze frekvenční multiplex a se stoupající vzdáleností od BTS se pouze zhoršuje poměr signálu k šumu. S TA nemají problém ani systémy na bázi kódového multiplexu (Code Division Multiple Access, CDMA), v jejich případě je digitální signál vysílán zakódovaný do pseudonáhodného šumu, přijímač zná ovšem klíč a pomocí něj v korelátoru signál dekóduje. CDMA se běžně využívá v některých mobilních sítích ve Spojených státech, či třeba v Jižní Koreji, dosah činí až 120 km. Na principu CDMA rovněž fungují mobilní sítě 3. generace (3G), kvůli vyšším použitým frekvencím, vyšším přenosovým rychlostem a platnosti Shannonova teorému je však dosah mnohem nižší. Technologie GSM se díky své standardizaci začíná prosazovat i na americkém kontinentu, naopak CDMA je zatížena vyšší rozmanitostí standardů a nutností platit licenční poplatky firmě Qualcomm, která drží důležité patenty.

Největším mobilním trhem světa se stává Čína, tamější vládě však přišlo líto platit Qualcommu značné částky za používání CDMA v 3G, proto raději ve spolupráci se Siemensem vyvíjejí vlastní standard TD-SCDMA.

Vyšší dosah díky kompromisu

Mobilní operátoři by rádi pokrývali pobřežní vody či naopak pouště, aniž by nutili zákazníky i sebe přecházet z GSM na jinou technologii. dodavatelé infrastruktury se jim snaží vyjít vstříc, a proto přišli s rozšířením dosahu BTS pomocí sdružování timeslotů jdoucích těsně po sobě. Nic však není zadarmo, za prodloužení dosahu na dvojnásobek (70 km) platí operátor snížením počtu využitelných timeslotů na polovinu (z 8 na 4) a tedy poloviční kapacitou BTS. Řešení bylo nazváno Extrended Range GSM (ER-GSM, GSM s rozšířeným rozsahem) a úspěšně bylo otestováno například v pouštních oblastech Austrálie. V další fázi přišel Enhanced Extrended Range GSM (zdokonalený ER-GSM), který za cenu snížení počtu využitelných timeslotů z 8 na 2 dosah dále zvyšuje.

U nás by se ER-GSM mohlo uplatnit při pokrývání údolí či železničních tratí úzkým sektorem z BTS umístěné na vyvýšeném místě. Je však otázkou, zda by cena zaplacená promarněnými timesloty za pokrytí těchto území nebyla příliš vysoká, kanálů pro GSM u nás zejména v pásmu 900 MHz není nazbyt.

Podle vyjádření všech našich mobilních operátorů se u nás ER-GSM nevyužívá a ani do budoucna se s ním nepočítá.

  • Nejčtenější

Podívejte se na fotografie vylepšené umělou inteligencí. Nadchla i Google

12. března 2024  7:02

I nejlepší fotomobil může trpět řadou nedokonalostí, které se projeví na výsledných fotografiích....

Vyzkoušeli jsme za vás kontroverzní Temu. Drobnosti za desetikoruny

19. března 2024

Internetový obchod Temu budí kontroverze. U influencerů je neuvěřitelně populární a jejich...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

O2 dává neomezená data s příjemnou slevou. Avšak pouze dočasně

14. března 2024  7:02

Neomezená data s přenosovou rychlostí 10 Mbit/s představují až na jednu výjimkou základ nabídky...

KOMENTÁŘ: Za pár let budeme rozvojovým zemím závidět jejich mobilní sítě

16. března 2024

Premium Je dost možné, že za pár let budou mít v rozvojových zemích lepší mobilní sítě, než jaké budou...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Ultrasamsung možná přiměje zastánce klasiky přejít ke skládačce

15. března 2024  6:57

Samsung podle dostupných informací chystá hned dva modely řady Galaxy Z Fold, kterých bychom se...

VIDEO: Střílej po mně! Kameraman natočil téměř celý útok v centru Prahy

Premium Ve čtvrtek zemřelo rukou střelce Davida K. 14 obětí, 25 lidí je zraněných, z toho deset lidí těžce. Jedním z prvních na...

Máma ji dala do pasťáku, je na pervitinu a šlape. Elišku čekají Vánoce na ulici

Premium Noční Smíchov. Na zádech růžový batoh, v ruce svítící balónek, vánoční LED svíčky na baterky kolem krku. Vypadá na...

Test světlých lahvových ležáků: I dobré pivo zestárne v obchodě mnohem rychleji

Premium Ležáky z hypermarketů zklamaly. Jestli si chcete pochutnat, běžte do hospody. Sudová piva totiž dopadla před časem...

Chytrému prstenu Samsung hodně věří. Na start bude mít připravené zásoby

19. března 2024

Samsung by měl chytrý prsten Galaxy Ring představit 10. července spolu s novými skládačkami. Prodej...

Vyzkoušeli jsme za vás kontroverzní Temu. Drobnosti za desetikoruny

19. března 2024

Internetový obchod Temu budí kontroverze. U influencerů je neuvěřitelně populární a jejich...

VIDEO: Apple zfilmoval kultovní komiks. Zamířil kvůli tomu do Japonska

18. března 2024  6:57

Děj nového krátkometrážního snímku, jehož prostřednictvím Apple tradičně demonstruje přednosti...

Chytré, nebo klasika? Mrkněte na hodinky Casio inspirované Apple Watch

18. března 2024

Značka Casio letos oslavuje 50 let výroby svých náramkových hodinek a patří na tomto poli k...

Zvolte jméno roku 2024 a vyhrajte Nutrilon a Hami v celkové hodnotě 130.000 Kč
Zvolte jméno roku 2024 a vyhrajte Nutrilon a Hami v celkové hodnotě 130.000 Kč

Každý týden můžete získat zajímavé balíčky od značek Nutrilon a Hami v celkové hodnotě 130.000 Kč. Hrajte s námi a získejte hlavní výhru, balíček s...

Nutný výchovný pohlavek, souhlasí Bouček i Havlová s přerušením projevu na Lvu

Moderátor Libor Bouček ostře zareagoval na kauzu ohledně délky proslovu režisérky Darji Kaščejevové na předávání cen...

Švábi, vši a nevychované děti. Výměna manželek skončila už po pěti dnech

Nová Výměna manželek trvala jen pět dní, přesto přinesla spoustu vyhrocených situací. Martina ze Znojma se pokoušela...

Vyzkoušeli jsme podvod z Aliexpressu. Může vás přijít draho, i po letech

Nakoupili jsme na Aliexpressu a pěkně se spálili. Jednu USB paměť, dvě externí SSD a jeden externí HDD. Ve třech...

Chtěli, abych se vyspala s Baldwinem kvůli jeho výkonu, říká Sharon Stone

Herečka Sharon Stone (66) jmenovala producenta, který jí řekl, aby se vyspala s hercem Williamem Baldwinem (61). Měla...

Byla to láska na první pohled, říká hvězda Gilmorek o manželství s modelkou

Milo Ventimiglia (46), představitel Jesse ze seriálu Gilmorova děvčata nebo Jacka Pearsona ze seriálu Tohle jsme my, je...