【電信常識】為何手機4G訊號無故斷訊?

雖然4G各業者都宣稱其4G訊號涵蓋率達98%以上不過近期有不少網友在網路論壇上反應特定業者在特定地區(如捷運通勤…)的4G訊號會突然消失無故斷訊。針對這個現象某Ptt網友更是質疑是不是台灣大哥大的基地台有問題呢?

4G訊號無故斷訊的原因很多以Ptt網友的描述來推測應該是該地區4G用戶過多超過基地台負荷所引起。由於台灣的4G用戶目前每個月以50萬~60萬的速度快速成長中加上最近的Pokemon Go寶可夢掀起熱潮方興未艾,4G訊號容易斷訊的噩夢恐怕短期間只會越來越惡化

以下針對4G訊號無故斷訊問題做一探討: 

ptt  

圖片來源: PTT

 

 1. 手機訊號斷訊的定義:

一般所謂的「手機訊號斷訊」可以分成收不到訊號(no network)、斷訊(drop call)及塞機(block call)三種情境。

 

A. 收不到訊號(no network):

在行動通訊用戶開機嘗試與電信業者基地台網路連接或在待機過程中由於手機位置移動或周圍環境改變等因素,造成無法連上電信業者基地台。No Network通常與該地區沒有基地台(地處偏遠或是基地台因抗爭被拆..)或是基地台訊號無法涵蓋的室內(如地下室、電梯內…)。

 

B.  斷訊(drop call):

斷訊又稱為強迫中斷(forced termination),在通話過程中因周圍環境改變,使通訊頻道被不預期地終止。短暫產生斷訊的原因通常是基地台與基地台連接邊緣涵蓋出現訊號盲區或是同頻道間的干擾(co-channel interference)導致原本正在通話中的電話被不預期地終止。

若因基地台出狀況(如軟體更新出問題…)或機房跳電及備用電力設備失效..出現較大規模或是長時間的斷訊狀況,依照國家通訊傳播委員會(NCC)核准行動電話業務服務契約範本的第32條規定,當電信業者的電信機線設備障礙、阻斷,以致於發生錯誤、遲滯、中斷時,若網路或通訊「完全斷訊兩小時」以上,電信業者必須在停止通信期間做月租費扣減。

 

C. 塞機(block call):

因同時間進行通訊的用戶數目超過基地台系統容量,造成基地台系統無頻道可供手機建立新的連線或是已上線的用戶上網速度大幅降低呈龜速狀態,稱為塞機。

近期寶可夢Pokemon Go掀起抓寶熱潮幾個特定地方(如北投公園、南寮漁港、逢甲公園…)都出現人潮洶湧的情形,造成當地基地台不堪負荷,出現嚴重塞機狀況。

抓寶熱  

 

 

2. 為何特定電信業者最近容易發生4G訊號無故斷訊 ?

根據NCC最新公告的全台4G基地台已有26,488座,目前4G業者也大都標榜其行動網路服務(2G+3G+4G基地站訊號)的人口涵蓋率都已經超過98%以上。換言之,除非在偏遠地區或是收訊不良的室內,多數地方的4G訊號接收應該是沒問題的,但為何不少網友會在網路上指稱特定業者在特定地區容易斷訊呢?  版主認為應該與該電信業者的用戶數超出其基地台所能負載有關。

 

A. 用戶過多,頻寬不足容易塞機:

台灣4G開台後,台灣4G用戶數以每個月50萬~80萬的速度增長, 統計到2016年6月,台灣4G用戶數已達1519.7萬。因台灣大哥大未取得2600Mhz頻段加上亞太電信4G用戶目前使用台灣大哥大的基地台,超過510萬的用戶擠在只有35Mhz可用頻寬內,發生連不上線的塞機情形就很難避免了。

4g業者頻寬    

 

B. 使用低頻無電電波可以承載用戶較少,塞機問題雪上加霜:

台灣大哥大主要使用的4G頻段是700Mhz為主 輔以1800Mhz。由於700Mhz屬於低頻訊號, 基地台可以承載的用戶數較少, 雖然該700Mhz頻寬達20Mhz*2, 但受限於無線電波特性, 若該區域無1800Mhz高頻基地台的輔助, 700Mhz基地台就很容易因同時上線的用戶數過多,讓塞機問題雪上加霜。

無線電波特性  

 

基地台不夠, 多蓋幾個不就好了?  基地台太過密集會有干擾問題(interference),三種典型類型的無線電波干擾稱為同頻道(co-channel interference ),相鄰頻道(adjacent channel interference))以及熱噪聲(thermal noise interference)。其中,為避免產生同頻道干擾(co-channel interference ,CCI),相同頻段的基地台通常必須相隔一定距離,否則基地台越多收訊可能因CCI干擾問題反而越差。

因民眾抗爭與建築法規的限制,電信業者很難在最合適的位置架設基地台,造成因干擾問題出現有訊號但無法使用而斷訊的盲區無可避免。

cci 

 圖片來源: 網路

 

C. 蜂巢式行動通訊的特性,塞機問題會造成訊號邊緣地區斷訊:

行動通訊本身是一個蜂巢式的運作架構基地台本身與基地台本身會以蜂巢式方式連結當單一基地台用戶過多時該基地台會縮小涵蓋範圍以維持一定的運作品質此時在各基地台交接邊緣的地區就類似高速公路的交流道閘道被管制關掉一樣容易發生收不到訊號的狀況。影響所致有些地區在上網離峰時間可以收到訊號但上網巔峰時間(如晚上或下雨天)就忽然收不到訊號這不是基地台會像幽靈一樣到處飄移而是蜂巢式行動通訊系統的特性

換言之電信業者越容易發生塞機問題的地區位於基地台訊號邊緣的用戶就很容易出現在特定時間收不到訊號(no network)而斷訊的狀況

 

蜂巢式基地台

 

3. 基地台共構或共站可以解決容易斷訊的問題嗎 ?

所謂行動電話基地台共站,就是各個業者的基地台聯合集中設置,各電信業者有各自天線,只要調整天線方向,彼此不干擾。基地台共構就是進一步共用天線,將天線數就會減少,但共用同一方向的天線,所產生的干擾問題會比共站嚴重、且功率降很快、需使用較昂貴的多埠天線然台灣政府推動行動電話基地台共站、共構多年,但根據NCC公布最新的基地台共站比率為70多%但共構比率只有30多%左右,顯示無線電波頻率干擾的技術問題、建築法規的限制與民眾抗爭、與各業者的業務機密考量讓各電信業者在基地台建設上仍各自為政。

 是故,要解決目前各電信業者越來越嚴重的斷訊問題,已不是基地台共構共站或是基地台數量問題,而是在於面對越來越多的4G用戶(年底預估超過1800萬)及超過27,000座這麼多的基地站,該怎麼重新規畫基站排列結構? 其中,最大的癥結還是建築法規的限制與民眾抗爭。其次,則是電信業者如何因應越來越多的4G用戶在高、低頻基地台如何相輔相成發揮作用的智慧了 !

基地台共構與共站 

 

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