Radio, spectre et dBm
Pourquoi un nombre négatif est une mesure, et pourquoi la bande basse et la bande haute n'achètent pas la même chose.
Une lecture en dBm est une mesure de puissance rapportée à un milliwatt, ce qui explique pourquoi presque tous les signaux reçus sont négatifs. Un changement de 3 dB réduit ou double la puissance. La bande basse porte plus loin et traverse mieux les murs ; la bande haute offre plus de capacité. Les barres sont une interface de l'appareil, pas une mesure.
Faits clés
- Un dB est un rapport : −3 dB divise la puissance par deux et +3 dB la double.
- RSRP est une puissance reçue en dBm ; −105 dBm est faible pour la vidéo, mais peut servir un capteur à bas débit.
- La bande basse porte plus loin et traverse mieux les murs ; la bande haute offre plus de capacité.
- Les barres sont une interface de l'appareil ; RSRP, RSRQ et SINR sont des mesures.
À la fin de ce module, vous saurez
- Lire une valeur de RSRP et dire si elle est utilisable pour une application donnée.
- Expliquer pourquoi une fréquence plus basse couvre plus de surface mais porte moins de capacité.
- Choisir la mesure à demander quand un appareil signale un signal faible.
Sur cette page
Une lecture de signal est une mesure de puissance
Une valeur en dBm est une mesure de puissance rapportée à un milliwatt, et c'est pourquoi presque toutes les lectures sont négatives. Zéro dBm vaut 1 mW ; −30 dBm vaut un microwatt ; −105 dBm est bien en dessous des deux. Le téléphone indique la puissance reçue d'un signal de référence : le nombre décrit ce qui est arrivé à l'antenne, pas ce que le réseau a promis.
Le décibel est un rapport, pas un cran sur une échelle linéaire. Un changement de 3 dB divise ou multiplie la puissance par deux. Un changement de 10 dB la multiplie ou la divise par dix. Un changement de 20 dB la multiplie ou la divise par cent. Voilà pourquoi −105 dBm et −95 dBm diffèrent d'un facteur dix, et non de dix points sur un cadran.
RSRP est la mesure généralement citée pour LTE et 5G. C'est la puissance moyenne reçue du signal de référence, en dBm. RSRQ et SINR décrivent la qualité, pas la force : RSRQ compare le signal au bruit et aux interférences autour de lui, et SINR compare le signal utile aux interférences. Un RSRP fort avec un RSRQ ou un SINR mauvais est un état réel et fréquent.
Les décibels s'additionnent quand les puissances se multiplient. Un signal qui perd 20 dB en traversant un mur et 10 dB en traversant une fenêtre arrive 30 dB plus faible qu'il n'est parti. C'est pourquoi un seul mur rend une lecture utilisable faible, et pourquoi déplacer l'appareil d'un mètre peut changer le nombre plus que changer de bande.
De −140 à −40 dBm
-95 dBm Utilisable
| Valeur | Zone | Ce que cela signifie |
|---|---|---|
| -120 dBm | -120 | Inutilisable |
| -105 dBm | -105 | Utilisable |
| -95 dBm | -95 | Utilisable |
| -85 dBm | -85 | Bon |
| -70 dBm | -70 | Fort |
LTE
Description textuelle
L'échelle couvre −140 à −40 dBm. Les repères montrent un signal très faible à −120, faible à −105, utilisable à −95, bon à −85 et fort à −70. Les zones sont une indication de terrain ; l'appareil, la bande et l'application déplacent le point où une valeur devient utilisable.
La bande basse couvre ; la bande haute transporte
À une fréquence plus basse, l'affaiblissement en espace libre est plus faible pour les mêmes antennes, et le signal traverse mieux les murs et contourne mieux les obstacles : il porte donc plus loin. À une fréquence plus haute, l'affaiblissement en espace libre est plus élevé pour les mêmes antennes : une cellule couvre donc une surface plus petite. C'est l'échange : la bande basse apporte la couverture et l'accès intérieur ; la bande haute apporte la capacité sur une surface plus petite.
La bande haute porte plus de capacité parce que le spectre contigu y est plus abondant. Un canal large transporte plus de données à qualité de signal égale. La bande basse a des canaux étroits et moins de place : elle sert plus de surface avec moins de capacité. Aucune bande n'est meilleure ; elles résolvent des problèmes différents dans le même réseau.
Une bande est une plage de fréquences définie, appariée en FDD et non appariée en TDD, pas une étiquette de vitesse. La bande 28 se situe autour de 700 MHz et sert à la couverture ; n78 se situe autour de 3,5 GHz et sert à la capacité en ville. Le rayon réel d'une cellule dépend de la puissance, de la hauteur d'antenne, du terrain, des bâtiments et de l'appareil : aucun tableau ne donne une distance valable partout.
Cinq bandes, deux métiers
| Valeur | Zone | Ce que cela signifie |
|---|---|---|
| B28 | 700 MHz | Bande basse · 95% |
| B3 | 1800 MHz | Bande moyenne · 65% |
| B7 | 2600 MHz | Bande médio-haute · 45% |
| B41 | 2500 MHz | Bande médiane large · 50% |
| n78 | 3500 MHz | Bande médiane 5G · 30% |
B28 · Portée relative
Description textuelle
La bande 28, autour de 700 MHz, a la plus grande portée relative et le canal le plus étroit. La bande 3, à 1800 MHz, et la bande 7, à 2600 MHz, occupent le milieu. La bande 41, à 2500 MHz, est une bande médiane large. La bande n78, à 3,5 GHz, a la plus courte portée relative et le plus de place pour des canaux larges. Le graphique compare seulement la portée ; ce n'est pas une prévision de couverture.
Lisez trois nombres, pas les barres
Les barres du téléphone sont une interface de l'appareil. Le fabricant décide où commence et où finit chaque barre, et les seuils changent selon le modèle et la version logicielle. Un téléphone à cinq barres et un autre à trois barres peuvent afficher le même RSRP. Servez-vous des barres pour remarquer un changement ; servez-vous de la mesure pour l'expliquer.
Lisez RSRP, RSRQ et SINR ensemble. RSRP indique la quantité de signal reçue. RSRQ indique sa propreté par rapport à la charge environnante. SINR indique de combien le signal utile dépasse les interférences. Un appareil peut afficher un bon RSRP et un mauvais SINR dans une cellule saturée, et la session devient lente ou instable.
L'application décide de ce qui est utilisable. Un capteur qui envoie quelques centaines d'octets par jour peut fonctionner à −105 dBm sur un support étroit et à bas débit. Un appel vidéo exige un débit soutenu et un meilleur signal. Le NB-IoT échange du débit contre un budget de liaison plus large : il entre plus profondément dans les bâtiments et les sous-sols, mais il ne transporte pas de vidéo.
Mesurez deux fois au même endroit et de la même façon. Gardez l'appareil, l'antenne et l'orientation constants, puis changez une seule variable : bande, hauteur ou position. Une lecture près de la fenêtre et une lecture au sous-sol ne sont pas comparables, et un fournisseur qui les compare ne mesure pas le réseau.
Demandez la mesure, pas la carte
Une carte de couverture est une prévision construite sur un modèle. Une lecture de l'appareil est une preuve. Demandez la lecture, la bande, la technologie, l'heure et le lieu. Sans ces cinq éléments, une affirmation sur le signal ne peut être ni vérifiée ni reproduite.
Demandez quelle bande l'appareil a utilisée, pas seulement à quel réseau il s'est rattaché. Le même réseau peut servir un appareil à 700 MHz en bord de cellule et à 3,5 GHz près du centre. La bande explique pourquoi deux appareils au même endroit affichent des lectures différentes.
Une lecture isolée est un instantané. Demandez une courte série : avant la panne, pendant la panne et après un changement. Une série montre si le problème vient du lieu, de l'heure, de la charge ou d'un composant. Un nombre lance le diagnostic ; une série le termine.
Les barres ne sont pas une mesure
Idée reçue
Mythe : plus de barres signifie toujours un meilleur service.
Fait
Fait : les barres sont le résumé par le fabricant d'une ou plusieurs lectures. Le débit dépend aussi de la bande, de la charge, des interférences et de l'application. Une lecture à cinq barres peut encore livrer une page lente.
Vérifiez votre compréhension
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Pourquoi −105 dBm peut-il être utilisable en NB-IoT et pas en vidéo ?
Le NB-IoT envoie de petits rapports à bas débit et dispose d'un budget de liaison plus large. La vidéo exige un débit soutenu et un signal plus propre. La même puissance peut porter un rapport de capteur et échouer en appel vidéo.
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Que signifie −3 dB ?
La moitié de la puissance. Un changement de +3 dB double la puissance ; −3 dB la divise par deux.
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Quelle bande choisir pour un compteur en sous-sol, et à quoi renonce-t-on ?
La bande basse, autour de 700 MHz, parce qu'elle traverse mieux les murs. On renonce à la capacité et aux canaux larges, et il faut confirmer que l'appareil prend en charge cette bande.
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Questions fréquentes
RSRP est-il la même chose que les barres de signal ?
Pourquoi les valeurs en dBm sont-elles négatives ?
Une fréquence plus basse donne-t-elle toujours une meilleure connexion ?
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