
携帯電話の信号(受信およびサービスとも呼ばれる)は、携帯電話がセルラーネットワークから受信する信号強度( dBmで測定)です(ダウンリンク)。タワーからの距離、建物や木などの障害物など、さまざまな要因によってこの信号強度は変化します。ほとんどのモバイルデバイスは、受信信号のおおよその強度を携帯電話ユーザーに表示するために、高さが増していく一連のバーを使用します。従来は5本のバーが使用されていました。(5×5を参照)[ 1 ]
一般的に、都市部では携帯電話の電波が強い傾向がありますが、これらの地域にも電波が届かない「デッドゾーン」が存在する場合があります。携帯電話の電波は、高層ビルなどの大きな建物が直接的な信号経路を遮ることで発生するマルチパス受信に強いように設計されています。対照的に、多くの農村部や人口密度の低い地域では、電波が全く届かないか、ごく弱い電波しか届かない場合があります。多くの携帯電話会社は、主要幹線道路沿いなど、利用者が多く集まる可能性が高い地域に基地局を設置しようとしています。都市部から離れた国立公園やその他の人気観光地でも携帯電話の電波が届くようになっていますが、これらの地域への基地局の設置は通常禁止または厳しく規制されており、設置の手配は困難な場合が多いです。
通常は電波受信が良好な地域でも、他の要因によって受信に影響が出たり、完全に受信不能になる場合があります(RF干渉を参照)。壁が厚い建物や、ほとんどが金属製の建物(またはコンクリートに鉄筋が密集している建物)の内部では、電波の減衰により携帯電話が使用できなくなることがあります。トンネルや地下鉄駅などの地下エリアでは、携帯電話の電波が配線されていない限り、電波を受信できません。また、携帯電話事業者(および/またはそのローミングパートナー)の個々の基地局(セルタワー)のサービスエリアが完全に重ならない箇所では、電波の届かない場所が生じる可能性があります。
さらに、天候は、雲(特に信号反射を引き起こす高くて密度の高い雷雲)、降水、および気温逆転によって引き起こされる電波伝搬の変化により、信号強度に影響を与える可能性があります。FM放送を含む他のVHF無線帯域でもよく見られるこの現象は、サンディエゴの人が国境を越えたティファナのメキシコの基地局で「ローミング」したり、デトロイトの人がデトロイト川を挟んでオンタリオ州ウィンザーにあるカナダの基地局で「ローミング」したりするなど、他の異常を引き起こす可能性もあります。これらの事象により、ユーザーは自国にいるにもかかわらず「国際」使用料を請求される可能性がありますが、携帯電話会社は、顧客にこのような問題を頻繁に引き起こすことが知られている外国の基地局で発生した場合、これを国内使用料として再計算するように課金システムをプログラムすることができます。
ネットワークトラフィックの量によって、災害やその他の大量通話イベントで地域内の利用可能な無線チャネル数や、公衆交換電話網との接続回線数が過負荷状態になると、通話がブロックされたり切断されたりすることもあります。
携帯電話が近くの基地局、サービス基地局、または中継局に送信できないエリアは、デッドゾーンと呼ばれます。このようなエリアでは、携帯電話は通信不能状態にあると言われます。デッドゾーンは通常、携帯電話端末とサービス基地局のアンテナ間の信号が、丘陵地帯、密集した樹木、または物理的な距離によって遮断または著しく弱められるため、携帯電話サービスが利用できないエリアです。
携帯電話ネットワークのアーキテクチャ(アンテナの位置)、ネットワーク密度の制限、他のモバイルサイトとの干渉、地形など、さまざまな要因によってデッドゾーンが発生することがあります。これは、無線通信事業者がサービスを提供している場所でも発生する可能性があります。携帯電話は電波を利用しますが、電波は空気中を伝わり、減衰しやすい(特に高周波数帯)ため、携帯電話は時として不安定になることがあります。他の無線通信と同様に、携帯電話の通話は、電話と最寄りの基地局の間にある大きな建物、地形、樹木、その他の物体によって中断されることがあります。携帯電話ネットワーク事業者は、通話の切断、アクセス障害、デッドゾーン(「カバレッジホール」または「サービスエリア外」と呼ばれる)を最小限に抑えるために、ネットワークの改善とアップグレードを継続的に行っています。仮想移動体通信事業者( MVNO)の場合、ネットワーク品質は、対象となる特定の端末のホストネットワークに完全に依存します。一部のMVNOは複数のホストを使用しており、ホストごとに異なる技術を使用している場合もあります(たとえば、Starlink、Spectrum(ブランド)、TracFoneの異なる端末は、 Verizon WirelessではCDMAと1xRTT、AT&T MobilityではGSMとUMTS、T-Mobile USではGSMとUMTSのいずれかを使用しています)。
デッドゾーンはマイクロセルで埋めることができ、ピコセルはより大きなネットワークに干渉することなくさらに小さなエリアを処理できます。家庭などで使用される個人用マイクロセルはフェムトセルと呼ばれ、一般的にコードレス電話と同程度の通信範囲を持ちますが、MVNO電話には使用できない場合があります。同様のシステムは、受刑者の通話をキャプチャするために設定でき[ 2 ] 、刑務所に密輸された携帯電話の使用を防ぎます。これらのシステムは、刑務所職員などの事前承認されたユーザーとの通話を完了し、妨害行為を禁止する法律に違反しません。これらのシステムは、刑務所の外からの通話をキャプチャしないように慎重に設計する必要があります。そうしないと、刑務所の外を通行する人にとって事実上デッドゾーンが作られてしまうからです。
災害によって一時的に通信圏外になった場合、現地の通信インフラが復旧するまで、移動式基地局が設置されることがあります。こうした可搬式基地局は、大規模な集会が予想される場所で、通信負荷の増加に対応するためにも使用されます。
通話が途中で突然切断される(切断される)ことを、携帯電話の通話加入者がよく使う表現です。これは1990年代初頭に比べると今日では発生頻度が低くなっています。通話の切断は予期せず発生し、「デッドゾーン」など様々な要因が影響します。専門用語では、これを異常な解放と呼びます。
通話が「切断」される理由の1つは、携帯電話の加入者が通信エリア(携帯電話ネットワークの無線塔)の外に出てしまうことです。2人の加入者間の電話接続が完了した後、塔と携帯電話の両方が加入者のネットワークプロバイダの範囲内に留まらなければ、接続は失われます(切断されます)。すべての携帯電話無線塔が同じ電話会社によって所有されているわけではありません(ただし、これはすべての場所に当てはまるわけではありません)。また、通話は別の会社のネットワークを介して維持される必要があり(通話中に従来の電話ネットワークに再ルーティングすることはできないため)、電話と元のネットワーク間で信号が維持できなくなると、通話が切断されます。
もう一つのよくある理由は、携帯電話が無線通信が利用できない、中断される、妨害される、または妨害されるエリアに持ち込まれた場合です。ネットワークの観点から見ると、これは携帯電話が通信エリアから外れたのと同じです。
同一プロバイダのネットワーク内でセル間のハンドオフ時に、通話が切断されることがあります。これは、2つのセルサイトのサービスエリア間のトラフィックの不均衡が原因である可能性があります。新しいセルサイトが容量オーバーの場合、ハンドオフしようとしている通話の追加トラフィックを受け入れることができません。また、ネットワーク構成が正しく設定されていないために、一方のセルサイトが電話機がハンドオフしようとしているセルを認識できないことも原因となる可能性があります。電話機が通話を引き継ぐことができる代替セルを見つけられない場合、通話は切断されます。
無線ネットワークでは、同一チャネル干渉や隣接チャネル干渉も通話切断の原因となることがあります。同じ周波数を使用する隣接するセル同士が干渉し合い、サービス品質が低下して通話が切断されるのです。伝送障害も通話切断の一般的な原因です。また、基地局内部のトランシーバーの故障も原因となる可能性があります。
通話相手の携帯電話のバッテリー残量が減り、突然通信が停止した場合にも、通話が切断されることがあります。
太陽黒点や太陽フレアが通信障害の原因として挙げられることは稀である。なぜなら、そのような障害を引き起こすには大規模な地磁気嵐が必要となるからである(衛星電話を除く)。
通話が頻繁に途切れるという問題は、無線通信事業者が受ける顧客からの苦情の中で最も多いものの1つです。事業者は、ホームネットワークのカバー範囲の拡大、セル容量の増強、個々の通話が途切れた場合の返金など、さまざまな方法でこの問題に対処しようとしてきました。
通話途切れや圏外エリアによる問題を軽減するために、様々な信号増幅システムが製造されています。無線ユニットやアンテナなど、多くのオプションがあり、弱い信号を強化することを目的としています。
任意強度単位(ASU)は、携帯電話によって測定された受信信号強度を示す整数値です。
実測信号強度(dBm単位、ひいては電力(ワット単位))は、計算式を用いて算出できる。ただし、2G、3G、4Gネットワークではそれぞれ異なる計算式が用いられる。
GSMネットワークでは、ASUはRSSI(受信信号強度インジケータ、TS 27.007 [ 3 ]サブ条項8.5を参照)にマッピングされます。
UMTSネットワークでは、ASUはRSCPレベル(受信信号コード電力、TS 27.007 [ 3 ]のサブ条項8.69およびTS 25.133のサブ条項9.1.1.3を参照)にマッピングされます。
LTEネットワークでは、ASUはRSRP(参照信号受信電力、TS 36.133、9.1.4項を参照)にマッピングされます。ASUの有効範囲は0~97です。1~96の範囲では、ASUは次のようにマッピングされます。
値0はRSRPが-140 dBm未満に対応し、値97はRSRPが-44 dBm以上に対応します。
ただし、Android デバイスでは、UMTS に対して元の GSM 方式が優先される場合があります。[ 4 ] Network Signal Info [ 5 ]のようなツールは、信号強度 (dBm 単位) と基となる ASU を直接表示できます。
ASU は「Active Set Update」と混同してはいけません。Active Set Update は、UMTS および CDMA 移動体通信規格のハンドオーバー手順で使用されるシグナリング メッセージです。Android スマートフォンでは、 ASU という略語は Active Set Update とは何の関係もありません。これは Google の開発者によって明確に宣言されていません。[ 6 ]