¿Por qué WiFi tiene menor alcance que LTE?

Question

Parece confuso que mi teléfono recibe -87 dbm señal LTE y muestra un total de 4 barras con las velocidades de

CARGA: 20 Mbps

DESCARGA:13,6 Mbps

Pero mi WiFi muestra 1 barra a -89 dbm y me desconecto en cuanto me alejo ligeramente, y las velocidades son muy bajas. ¿Por qué ocurre esto? Me pasa con todos mis teléfonos.

Answer 1

Como ocurre con cualquier receptor de radio, si puede manejar una mayor velocidad de transmisión de datos, suele tener un mayor ancho de banda de RF, lo que inevitablemente significa más ruido de fondo, es decir, un ancho de banda más amplio deja pasar más ruido y, por tanto, se necesita un mayor nivel de señal recibida para funcionar con una SNR (relación señal/ruido) decente.

Por tanto, WiFi está en desventaja porque tiene un ancho de banda de radiofrecuencia mayor que LTE (normalmente) y necesita un nivel de señal más alto para funcionar con una tasa de bits erróneos (BER) decente. Esto se plasma en la siguiente relación empírica pero comúnmente encontrada.

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

Por ejemplo, si la velocidad de datos WiFi es diez veces superior a la velocidad de datos LTE, necesitarás 10 dB más de señal para funcionar con la misma SNR. Básicamente, si duplicas el ancho de banda de RF, "recoges" 3 dB más de ruido. Esto significa que el WiFi suele ser el primero en sufrir cuando bajan los niveles de señal (en comparación con las velocidades de datos LTE).

¿Por qué WiFi tiene menor alcance que LTE?

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

Comparada con una pequeña lámpara de 1 vatio, es posible que la veas brillar a 100 metros, pero si te alejas otros 100 metros, será notablemente más tenue.

También hay otros factores, como la frecuencia de funcionamiento: WiFi puede funcionar a una frecuencia de portadora más alta y la ecuación de transmisión de Friis indica que, a medida que aumenta la frecuencia, aumenta la pérdida de trayecto.

Pérdida de trayectoria (dB) = 32,45 + \$20log_{10}\$ (F en MHz) + \$20log_{10}\$ (D en kilómetros).

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

Answer 2

Además de las respuestas de Andy, la WIFI suele tener una potencia limitada, 30dBm en Norteamérica, niveles inferiores en la mayor parte del mundo. LTE normalmente puede transmitir hasta 4W (36dBm) Y las torres transmiten a una potencia mucho mayor.

Además, LTE tiene una capacidad de gestión de red mucho mejor (encuentra automáticamente el mejor canal y velocidad de datos), las torres tienen fuentes de reloj mucho mejores que WIFI (esto afecta a la sensibilidad del receptor) y las torres tienen antenas colocadas a mayor altura (10-30 m) que el router wifi común.

Answer 3

A modo de comparación, se trata de la parte transceptora de una red LTE (de dos proveedores diferentes) (las antenas están montadas en torres/mástiles y conectadas mediante 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 gestionar cientos de usuarios (dependiendo de la configuración) de forma controlada. ¿Cuántos puede manejar un punto de acceso wifi? Realmente no se puede comparar Wifi con LTE. Se trata de dos tipos de sistemas completamente diferentes destinados a ser utilizados en escenarios muy distintos.