¿Por qué WiFi tiene un alcance más corto que LTE? [cerrado]

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Cerrado hace 2 años .

Parece confuso que mi teléfono reciba una señal LTE de -87 dbm y muestre 4 barras completas con las velocidades de

CARGAR: 20Mbps

DESCARGAR: 13.6Mbps

Pero mi WiFi muestra 1 barra a -89 dbm y me desconecto tan pronto como me alejo un poco, y las velocidades son muy bajas. ¿Por qué pasó esto? Sucede con todos mis teléfonos.

wireless wifi telecommunications

— Obsesión con la electricidad
fuente

Solo para asegurarse de que está claro, -89dBm es solo el 67% de la potencia de -87dBm, que es una gran diferencia. No es la respuesta a su pregunta, pero vale la pena señalar.

— Tom Carpenter

Pero a -92 dbm LTE muestra barras completas en mi teléfono.

— ObsessionWithElectricity

Las "barras" son básicamente una buena ficción que solo tiene una relación muy floja con la recepción real.

— pjc50

@ObsessionWithElectricity No, las velocidades de datos no tienen nada que ver con la calidad de conexión en WiFi.

— Mástil

Ok, vamos, mi conexión se cae simplemente alejándome unos pasos del enrutador. Recuerde, solo quiero saber por qué WiFi tiene una conexión deficiente a -89dbm, mientras que LTE parece estar bien incluso a -95dbm

— ObsessionWithElectricity

Respuestas:

Al igual que con cualquier receptor de radio, si puede manejar una velocidad de datos más alta, generalmente tiene la carga de tener un mayor ancho de banda de RF y esto inevitablemente significa más ruido de fondo recibido, es decir, un BW más amplio deja entrar más ruido y, por lo tanto, necesita una mayor recepción nivel de señal para operar con una SNR decente (relación señal / ruido).

Por lo tanto, WiFi está en una desventaja significativa porque tiene un ancho de banda de RF más amplio que LTE (normalmente) y necesita un nivel de señal más alto para operar a una tasa de error de bit (BER) decente. Esto se materializa en la siguiente relación empírica pero comúnmente encontrada.

La potencia (dBm) que necesita un receptor es -154 dBm + (velocidad de datos) $10log_{10}$

Por ejemplo, si la velocidad de datos WiFi es diez veces su velocidad de datos LTE, entonces necesita 10 dB más de señal para operar a la misma SNR. Básicamente, si duplica el ancho de banda de RF, "recoge" 3 dB más de ruido. Esto significa que WiFi suele ser el primero en sufrir cuando los niveles de señal caen (en comparación con las velocidades de datos LTE).

¿Por qué WiFi tiene un alcance más corto que LTE?

Esto está relacionado con la ecuación de transmisión de Friis pero, más simplemente, puede pensar en el mismo efecto con las bombillas; considere una lámpara de 1000 vatios y la distancia que podría ver durante la noche; probablemente la vería con bastante claridad a 10 km de distancia y, si caminara otros 100 metros, no se vería significativamente más tenue.

En comparación con una pequeña lámpara de 1 vatio, es posible que la vea brillar a 100 metros, pero si se aleja otros 100 metros, sería notablemente más tenue.

También hay muchos otros factores, como la frecuencia de funcionamiento: WiFi puede funcionar a una frecuencia portadora más alta y la ecuación de transmisión de Friis le informa que a medida que aumenta la frecuencia, aumenta la pérdida de ruta:

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

En otras palabras, a diez veces la frecuencia, la pérdida de ruta aumenta en 20 dB.

— Andy alias
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Mi operador telefónico está en LTE B40 - 2300-2400Mhz. Así que supongo que no hay mucha diferencia en las frecuencias. Creo que el receptor de enrutadores WiFi es menos sensible que el receptor de BTS de LTE

— ObsessionWithElectricity

Además, no tiende a ir y montar su punto de acceso WiFI a la altura óptima en un gran poste de bocina, a diferencia del equipo de operador de telefonía móvil comercial :)

— rackandboneman

La frecuencia wifi es irrelevante para una discusión sobre el ancho de banda .

— pjc50

@rackandboneman: Y si lo hace montar un punto de acceso Wi-Fi así, el equipo decente (con una antena direccional como LTE, no omnidireccional como en casa "routers" baratas) puede llegar fácilmente a varios km. Los enlaces Wi-Fi punto a punto de largo alcance son bastante comunes.

— user1686

Las antenas del teléfono generalmente no son muy direccionales, o esperaría que su teléfono pierda señal al cambiar su orientación. Las estaciones base pueden ser más direccionales, pero generalmente siguen siendo una región amplia, que potencialmente puede hacer una formación de haces basada en software.

— mbrig

Además de las respuestas de Andy, WIFI suele tener una potencia limitada, 30 dBm en América del Norte, niveles más bajos en la mayor parte del mundo. LTE generalmente puede transmitir hasta 4W (36dBm) y las torres transmiten a una potencia mucho mayor.

Además, LTE tiene capacidades de administración de red mucho mejores (encontrar automáticamente el mejor canal y velocidad de datos), las torres tienen fuentes de reloj mucho mejores que WIFI (esto afecta la sensibilidad del receptor) y las torres tienen una antena colocada más alta (10-30m) que las comunes router de wifi.

— Lior Bilia
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Pero escuché que LTE transmite hasta 200mW en el teléfono. Para torres no lo sé. ¿Cuál es correcto 4 W o 200mW?

— ObsessionWithElectricity

Estoy bastante seguro de que son 200mW. GSM (2G) solía ser de 2W, pero eso se redujo primero a 1W y luego a 500mW. La duración de la batería a 4W sería atroz. Tenga en cuenta que incluso GSM usaría estas cifras como máximos absolutos, y lo reduciría dinámicamente cuando sea posible.

— MSalters

Sí, son 200mW. Este documento es interesante: ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=7879218 - ¡la potencia promedio del percentil 95 de transmisiones fue de 4 mW!

— pjc50

Depende de. El límite es regulatorio, no técnico. Obviamente, desea utilizar la menor potencia posible. Si se encuentra en un entorno urbano, con muchas torres, asegúrese de que su teléfono transmita pocos mW. Si está en el desierto, con la torre más cercana a 5 km de distancia, su teléfono transmitirá a la máxima potencia.

— Lior Bilia

¿Cuánto es la potencia emitida por la torre de LTE?

— ObsessionWithElectricity

A modo de comparación, estos son la parte del transceptor de una red LTE (de dos proveedores diferentes) (las antenas están montadas en torres / postes y conectadas a través de cables al eNodeB), equivalente a la parte de la antena más el circuito transceptor de un 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

Un eNodeB LTE puede manejar cientos de usuarios (dependiendo de la configuración) de manera controlada. ¿Cuántos puede manejar un AP wifi? Realmente no puedes comparar Wifi con LTE. Es un tipo de sistema completamente diferente destinado a ser utilizado en escenarios muy diferentes.

— Strider H
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