Чому смартфон із США не ловить українську мережу?

Телефон привезли з Нью-Йорка, вставили українську картку — і в місті він працює нормально. За сто кілометрів звідти мобільна мережа для нього зникає: індикатор гасне, а в сусіда на столі той самий оператор дає чотири поділки й спокійно вантажить відео. Заміна SIM у салоні нічого не змінює. Вибір мережі стоїть автоматичний, роумінг вимкнений, система оновлена.

Найчастіша версія — апарат «залочений» під американського оператора, і його треба розлочити. Наступна за поширеністю — винна прошивка або «неправильний регіон» у налаштуваннях. Обидві виходять із того, що частота — це щось на кшталт мови: пристрій її поки не знає, але вивчить. Того, чого насправді бракує, не вчать. Воно припаяне на платі.

Смуга — це не одна ділянка частот, а дві

Робочі смуги перелічені в таблиці 5.5-1 стандарту 3GPP TS 36.101 (це LTE) і в таблиці 5.2-1 стандарту TS 38.101-1 (це 5G у діапазоні FR1). Стовпців для кожного рядка два, і кожен названий без двозначності. Перший — той, у якому передає телефон і слухає базова станція; стандарт зве його uplink. Другий — той, у якому передає станція і слухає телефон, тобто downlink. Один рядок таблиці описує не одну ділянку частот, а дві, і кожній призначено свою роль.

Рядок смуги 20: телефон передає на 832–862 МГц, приймає на 791–821 МГц. Порядок чисел варто перечитати. Передавання тут стоїть вище за приймання, і це нетипово: у смузі 1 передавання 1920–1980, приймання 2110–2170; у смузі 3 — 1710–1785 і 1805–1880; в американській «850», тобто смузі 5, — 824–849 і 869–894. Скрізь приймання зверху.

Що з цього дозволено в Україні

План розподілу та користування радіочастотним спектром, затверджений постановою Кабінету Міністрів від 19 грудня 2023 року № 1340, у розділі «Діючі радіотехнології» містить рядок 22 — «Міжнародний мобільний зв'язок IMT», радіотехнологія LTE. Дві з виписаних для нього позицій низькочастотні: «703 – 733 МГц, 758 – 788 МГц» та «791 – 801 МГц, 832 – 842 МГц». Обидві з поміткою «є парними».

Накладіть другу пару на рядок смуги 20 зі стандарту. 791–801 лежить усередині 791–821, а 832–842 — усередині 832–862. Українське LTE 800 — це смуга 20 разом із її оберненим порядком. У TS 38.101-1 смуга n20 записана тими самими числами, тож для 5G нічого не змінюється.

Мінус у таблиці рознесення

У TS 36.101 є ще одна колонка, яка зводить докупи те, що з попередньої доводиться виводити самому: наскільки далеко одна половина пари стоїть від другої. Ось чотири рядки з неї, і дивитися треба на знак.

Мінус тут не помилка. Він позначає той самий обернений порядок пари, який видно в таблиці 5.5-1, і дає число, заради якого варто зупинитися: у смуг 5 і 20 відстань між половинами майже однакова — сорок п'ять мегагерц проти сорока одного, — а напрямок протилежний. Різниця не у величині, а в знаку.

До речі, смуга 20 тут не якась європейська дивина. Зі знаком мінус у тій самій колонці стоять і північноамериканська смуга 13, і сусідня з нею 14.

Передавач влучає в ціль, приймач — ні

Смуга 5 передає в діапазоні 824–849 МГц. Українська мережа у смузі 20 чекає від телефона передавання на 832–842 — а це цілком усередині 824–849. Передавальний тракт американського апарата фізично покриває саме ті частоти, на яких від нього чекають.

Не працює друге плече. Приймальне вікно, з яким цей передавач стоїть у парі, — 869–894 МГц, а базова станція смуги 20 передає на 791–801. Розрив виходить такий: 869 − 801 = 68 МГц.

Чому прошивка тут безсила

Деталь, яка втілює цей порядок, називається дуплексер: два смугові фільтри в одному корпусі, налаштовані на конкретну пару частот і на конкретне взаємне розташування половин. Він пасивний. Смугу пропускання не можна ані зсунути командою, ані поміняти половини місцями.

Ось звідки береться безсилля «розлочення» і зміни регіону: обидва працюють із тим, що записано в пам'яті апарата, а не з тим, що впаяно у високочастотний тракт.

Коли другої половини немає

Пара потрібна не завжди. Третя позиція того самого рядка плану — 3400–3800 МГц. Другої половини в неї немає, помітки про парність теж. Таблиця 5.2-1 стандарту TS 38.101-1 пояснює чому: смуга n78 (3300–3800 МГц) працює в режимі TDD, де передавання й приймання розділені в часі, а не за частотою. Там один діапазон і один фільтр, а питання про порядок половин не виникає.

Обернені пари — властивість смуг із режимом FDD, і саме вони вирішують, чи побачить привезений апарат мережу на низьких частотах.

Перекриття частот нічого не обіцяє

Якщо ділянки двох смуг накладаються, апарат мав би хоч якось працювати — так підказує здоровий глузд. Стандарт відповідає на це примітками під таблицею 5.5-1, і відповідь звужена до кількох випадків. Примітка 3 говорить: пристрій, який задовольняє мінімальні вимоги для смуги 65, зобов'язаний задовольняти й мінімальні вимоги для смуги 1. Така сама примітка виписана для смуги 66 щодо смуги 4, а ще одна — для смуги 50 щодо смуги 51.

Сенс у тому, що ці випадки довелося виписати окремо. Вимоги в стандарті сформульовані для рядка таблиці, а не для частоти, і пристрій заявляє підтримку рядка. Там, де примітки немає, вкладення однієї смуги в іншу не зобов'язує ні до чого.

На 700 МГц історія та сама, тільки без сірої зони. Українська пара 703–733 / 758–788 лежить у смузі 28 із рознесенням 55 МГц, а низька американська смуга 71 — це 663–698 і 617–652 з рознесенням −46 МГц. Приймання смуги 71 закінчується на 652 МГц, українське починається на 758. Перекривати нічого.

Що дивитися в телефоні

Відкрийте розділ «Про пристрій» і знайдіть номер моделі — не торгову назву, а код на кшталт SM-S928U або A2650. Виробники прив'язують перелік смуг саме до цього коду: сторінки специфікацій в Apple і Samsung розписані по кодах моделей окремо для кожного регіону продажу. У переліку LTE шукайте числа 20 і 28, у переліку 5G — n20 і n78. Якщо їх немає, до SIM-картки питань більше немає.

Другу половину перевірки роблять на боці мережі: у плані (посилання внизу сторінки) знайдіть рядок 22 розділу «Діючі радіотехнології» і подивіться, які пари виписані для LTE та для IMT загалом. План перелічує дозволене, а не розгорнуте: скільки базових станцій оператор реально поставив у смузі 800 і в якому районі — з нього не видно.

Дозвіл на смугу — ще не покриття

Про пару 791–801 / 832–842 у тому ж рядку плану сказано, що використання цих смуг рухомою радіослужбою «обмежено в усіх регіонах України умовами забезпечення електромагнітної сумісності із радіоелектронними засобами спеціального призначення». Правильний перелік смуг у телефоні — умова необхідна, але не достатня: у конкретній точці стільника на цих частотах може не бути взагалі.