Por que o WiFi tem um alcance menor que o LTE? [fechadas]

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Fechado há 2 anos .

Parece confuso que meu telefone receba sinal L87 -87 dbm e mostre 4 barras completas com as velocidades de

UPLOAD: 20Mbps

DOWNLOAD: 13.6Mbps

Mas meu WiFi está mostrando 1 barra a -89 dbm e eu sou desconectado assim que me afasto um pouco, e as velocidades são muito baixas. Por que isso acontece? Isso acontece com todos os meus telefones.

wireless wifi telecommunications

— Obsessão com eletricidade
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Apenas para ter certeza de que você está claro, -89dBm é apenas 67% da potência de -87dBm, o que é bastante diferente. Não é a resposta para sua pergunta, mas vale a pena notar.

— Tom Carpenter

Mas a -92 dbm LTE mostra barras cheias no meu telefone.

— ObsessionWithElectricity

Os "bares" são basicamente uma bela ficção que tem apenas uma relação muito frouxa com a recepção real.

— Pjc50 6/0918

@ObsessionWithElectricity Não, a velocidade dos dados não tem nada a ver com a qualidade da conexão no WiFi.

— mastro

Ok, vamos lá, minha conexão cai apenas afastando-se alguns passos do roteador. Lembre-se, eu só quero saber porque WiFi tem má conexão em -89dbm enquanto LTE parece estar bem mesmo em -95dBm

— ObsessionWithElectricity

Respostas:

Como em qualquer receptor de rádio, se ele consegue lidar com uma taxa de dados mais alta, geralmente é sobrecarregado por ter uma largura de banda de RF mais alta e isso inevitavelmente significa mais ruído de fundo recebido, ou seja, um BW mais amplo permite mais ruído e, portanto, você precisa de um número maior de recepção. nível de sinal para operar com um SNR decente (relação sinal / ruído).

Portanto, o WiFi está em desvantagem significativa, porque possui uma largura de banda de RF mais ampla que o LTE (normalmente) e precisa de um nível de sinal mais alto para operar a uma taxa de erro de bit decente (BER). Isso está incorporado no seguinte relacionamento empírico, mas comumente encontrado.

A potência (dBm) necessária para um receptor é de -154 dBm + (taxa de dados) $10log_{10}$

Por exemplo, se a taxa de dados WiFi for dez vezes a taxa de dados LTE, você precisará de 10 dB a mais de sinal para operar no mesmo SNR. Basicamente, se você duplicar a largura de banda de RF, "coletará" 3 dB a mais de ruído. Isso significa que o WiFi geralmente é o primeiro a sofrer com a queda dos níveis de sinal (em comparação com as taxas de dados LTE).

Por que o WiFi tem um alcance menor que o LTE?

Isso está relacionado à equação de transmissão de Friis , mas, mais simplesmente, você pode pensar no mesmo efeito com lâmpadas; considere uma lâmpada de 1000 watts e a distância que você poderia ver durante a noite - provavelmente a veria claramente a 10 km de distância e, se você andasse mais 100 metros, ela não pareceria muito mais escura.

Em comparação com uma pequena lâmpada de 1 watt, você pode vê-la brilhando a 100 metros, mas, se você se afastar por mais 100 metros, seria visivelmente mais fraca.

Também existem vários outros fatores, como a frequência operacional - o WiFi pode operar com uma frequência de operadora mais alta e a equação de transmissão de Friis informa que, conforme a frequência aumenta, a perda de caminho aumenta:

$20log_{10}$ $20log_{10}$

Em outras palavras, com dez vezes a frequência, a perda de caminho aumenta em 20 dB.

— Andy aka
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Minha operadora de telefonia está em LTE B40 - 2300-2400Mhz. Então eu acho que não há muita diferença nas frequências. Eu acho que o receptor de roteadores WiFi é menos sensível do que o receptor da BTS de LTE

— ObsessionWithElectricity

Além disso, você não tendem a ir e montar o seu ponto de acesso WiFi à altura óptima à enorme pólo buzinando, ao contrário de equipamentos operadora de celular comercial :)

— rackandboneman

A frequência wifi é irrelevante para uma discussão sobre largura de banda .

— Pjc50 6/0918

@rackandboneman: E se você fazer montar um ponto de acesso Wi-Fi assim, equipamento decente (com uma antena direcional como LTE, não omnidirecional como baratas casa "routers") pode chegar facilmente a vários km. Os links Wi-Fi ponto a ponto de longo alcance são bastante comuns.

— user1686

As antenas de telefone geralmente não são muito direcionais, ou você esperaria que seu telefone perdesse o sinal ao alterar sua orientação. As estações base podem ser mais direcionais, mas geralmente ainda são uma região ampla, potencialmente fazendo formação de feixe baseada em software.

— mbrig

Além das respostas de Andy, o WIFI geralmente possui um poder limitado, 30 dBm na América do Norte, níveis mais baixos na maior parte do mundo. O LTE geralmente pode transmitir até 4W (36dBm) e as torres transmitem a uma potência muito maior.

Além disso, o LTE possui recursos de gerenciamento de rede muito melhores (encontrando automaticamente a melhor taxa de canal e dados), as torres têm fontes de clock muito melhores que o WIFI (isso afeta a sensibilidade do receptor) e as torres possuem antena mais alta (10-30m) do que o comum Roteador Wi-Fi.

— Lior Bilia
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Mas ouvi dizer que o LTE transmite até 200mW em telefones. Para torres que eu não conheço. Qual é o correto 4 W ou 200mW?

— ObsessionWithElectricity

Estou bastante certo de que são 200mW. O GSM (2G) costumava ser 2W, mas foi reduzido primeiro para 1W e depois para 500mW. A duração da bateria em 4W seria atroz. Observe que até o GSM usaria esses números como máximos absolutos e os reduziria dinamicamente sempre que possível.

— MSalters

Sim, são 200mW. Este artigo é interessante: ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=7879218 - a potência média do percentil 95 das transmissões era de 4mW!

— Pjc50 6/09/19

Cabe a. O limite é regulatório, não técnico. Obviamente, você deseja usar o mínimo de energia possível. Se você estiver em um ambiente urbano, com muitas torres, verifique se o telefone transmitirá alguns mW. Se você estiver no deserto, com a torre mais próxima a 5 km de distância, seu telefone transmitirá na potência máxima.

— Lior Bilia

Quanto é a energia emitida pela torre do LTE?

— ObsessionWithElectricity

Para comparação, essas são as partes do transceptor de uma rede LTE (de dois fornecedores diferentes) (as antenas são montadas em torres / postes e conectadas através de cabos ao eNodeB), equivalente à parte da antena mais o circuito do transceptor de um AP wifi.

https://www.motorolasolutions.com/en_xl/products/lte-broadband-systems/broadband-systems-equipment/enhanced-node-b/rbs6101.html#tabproductinfo

https://www.scribd.com/document/204866576/RBS-6000-Spec-Sheet

Um eNodeB LTE pode lidar com centenas de usuários (dependendo da configuração) de maneira controlada. Quantos podem um AP wifi segurar ??? Você realmente não pode comparar Wifi com LTE. É um tipo de sistema completamente diferente, destinado a ser usado em cenários bem diferentes.

— Strider H
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