虽然4G各业者都宣称其4G讯号涵盖率达98%以上,不过近期有不少网友在网络论坛上反应特定业者在特定地区(如捷运通勤…)的4G讯号会突然消失,无故断讯。针对这个现象,某Ptt网友更是质疑是不是台湾大哥大的基地台有问题呢?
4G讯号无故断讯的原因很多,以Ptt网友的描述来推测,应该是该地区4G用户过多超过基地台负荷所引起。由于台湾的4G用户目前每个月以50万~60万的速度快速成长中,加上最近的Pokemon Go宝可梦掀起热潮方兴未艾,4G讯号容易断讯的噩梦恐怕短期间只会越来越恶化。
以下针对4G讯号无故断讯问题做一探讨:
图片来源: PTT
1. 手机讯号断讯的定义:
一般所谓的“手机讯号断讯”可以分成收不到讯号(no network)、断讯(drop call)及塞机(block call)三种情境。
A. 收不到讯号(no network):
在行动通讯用户开机尝试与电信业者基地台网络连接或在待机过程中由于手机位置移动或周围环境改变等因素,造成无法连上电信业者基地台。No Network通常与该地区没有基地台(地处偏远或是基地台因抗争被拆..)或是基地台讯号无法涵盖的室内(如地下室、电梯内…)。
B. 断讯(drop call):
断讯又称为强迫中断(forced termination),在通话过程中因周围环境改变,使通讯频道被不预期地终止。短暂产生断讯的原因通常是基地台与基地台连接边缘涵盖出现讯号盲区或是同频道间的干扰(co-channel interference)导致原本正在通话中的电话被不预期地终止。
若因基地台出状况(如软件更新出问题…)或机房跳电及备用电力设备失效..出现较大规模或是长时间的断讯状况,依照国家通讯传播委员会(NCC)核准移动电话业务服务契约范本的第32条规定,当电信业者的电信机线设备障碍、阻断,以致于发生错误、迟滞、中断时,若网络或通讯“完全断讯两小时”以上,电信业者必须在停止通信期间做月租费扣减。
C. 塞机(block call):
因同时间进行通讯的用户数目超过基地台系统容量,造成基地台系统无频道可供手机建立新的连线或是已上线的用户上网速度大幅降低呈龟速状态,称为塞机。
近期宝可梦Pokemon Go掀起抓宝热潮,几个特定地方(如北投公园、南寮渔港、逢甲公园…)都出现人潮汹涌的情形,造成当地基地台不堪负荷,出现严重塞机状况。
2. 为何特定电信业者最近容易发生4G讯号无故断讯 ?
根据NCC最新公告的全台4G基地台已有26,488座,目前4G业者也大都标榜其移动网络服务(2G+3G+4G基地站讯号)的人口涵盖率都已经超过98%以上。换言之,除非在偏远地区或是收讯不良的室内,多数地方的4G讯号接收应该是没问题的,但为何不少网友会在网络上指称特定业者在特定地区容易断讯呢? 版主认为应该与该电信业者的用户数超出其基地台所能负载有关。
A. 用户过多,带宽不足容易塞机:
台湾4G开台后,台湾4G用户数以每个月50万~80万的速度增长, 统计到2016年6月,台湾4G用户数已达1519.7万。因台湾大哥大未取得2600Mhz频段加上亚太电信4G用户目前使用台湾大哥大的基地台,超过510万的用户挤在只有35Mhz可用带宽内,发生连不上线的塞机情形就很难避免了。
B. 使用低频无电电波可以承载用户较少,塞机问题雪上加霜:
台湾大哥大主要使用的4G频段是700Mhz为主, 辅以1800Mhz。由于700Mhz属于低频讯号, 基地台可以承载的用户数较少, 虽然该700Mhz带宽达20Mhz*2, 但受限于无线电波特性, 若该区域无1800Mhz高频基地台的辅助, 700Mhz基地台就很容易因同时上线的用户数过多,让塞机问题雪上加霜。
基地台不够, 多盖几个不就好了? 基地台太过密集会有干扰问题(interference),三种典型类型的无线电波干扰称为同频道(co-channel interference ),相邻频道(adjacent channel interference))以及热噪声(thermal noise interference)。其中,为避免产生同频道干扰(co-channel interference ,CCI),相同频段的基地台通常必须相隔一定距离,否则基地台越多收讯可能因CCI干扰问题反而越差。
因民众抗争与建筑法规的限制,电信业者很难在最合适的位置架设基地台,造成因干扰问题出现有讯号但无法使用而断讯的盲区无可避免。
图片来源: 网络
C. 蜂巢式行动通讯的特性,塞机问题会造成讯号边缘地区断讯:
行动通讯本身是一个蜂巢式的运作架构,基地台本身与基地台本身会以蜂巢式方式连结。当单一基地台用户过多时,该基地台会缩小涵盖范围以维持一定的运作品质,此时在各基地台交接边缘的地区就类似高速公路的交流道闸道被管制关掉一样,容易发生收不到讯号的状况。影响所致,有些地区在上网离峰时间可以收到讯号但上网巅峰时间(如晚上或下雨天)就忽然收不到讯号,这不是基地台会像幽灵一样到处飘移,而是蜂巢式行动通讯系统的特性。
换言之,电信业者越容易发生塞机问题的地区,位于基地台讯号边缘的用户就很容易出现在特定时间收不到讯号(no network)而断讯的状况。
3. 基地台共构或共站可以解决容易断讯的问题吗 ?
所谓移动电话基地台共站,就是各个业者的基地台联合集中设置,各电信业者有各自天线,只要调整天线方向,彼此不干扰。基地台共构就是进一步共用天线,将天线数就会减少,但共用同一方向的天线,所产生的干扰问题会比共站严重、且功率降很快、需使用较昂贵的多埠天线。虽然台湾政府推动移动电话基地台共站、共构多年,但根据NCC公布最新的基地台共站比率为70多%但共构比率只有30多%左右,显示无线电波频率干扰的技术问题、建筑法规的限制与民众抗争、与各业者的业务机密考量,让各电信业者在基地台建设上仍各自为政。
是故,要解决目前各电信业者越来越严重的断讯问题,已不是基地台共构共站或是基地台数量问题,而是在于面对越来越多的4G用户(年底预估超过1800万)及超过27,000座这么多的基地站,该怎么重新规划基站排列结构? 其中,最大的症结还是建筑法规的限制与民众抗争。其次,则是电信业者如何因应越来越多的4G用户在高、低频基地台如何相辅相成发挥作用的智慧了 !