Качество связи сотовых компаний в Узбекистане, или Мобильный вояж на стареньком автобусе

Базируясь на данных, полученных в результате специального прошлогоднего исследования качества сотовой связи в Узбекистане, мы подготовили обзорную статью, обобщающую опыт тестирования услуг всех операторов GSM в Узбекистане.

У нас небольшая фирма, специализирующаяся на проектировании и сборке нестандартных приемо-передающих и иных девайсов, и в прошлом году к нам обратились с неожиданным и непростым заказом. Все началось с создания для группы клиентов малогабаритной дипольной измерительной антенны для контроля уровней электромагнитного поля (ЭМП) вблизи радиотелефонов и последовавшей за этим разработки методики измерения «качества» связи сотовых операторов Узбекистана.

Имея небольшой опыт измерения уровня радиосигнала в сетях сотовых операторов, мы старались избегать определения «качество связи», потому что, на наш взгляд, качество связи определяется не только уровнем сигнала (хотя его значение заметно влияет на качество и на саму возможность связи), но и целым рядом других показателей.

Каждое наше тестирование (а их за последние два года было проведено немало) являлось своего рода экспериментальным исследованием радиопокрытия сетей операторов сотовой связи стандарта GSM. И до сих пор в точках контроля терминалом измерительного комплекса измерялся уровень сигнала сети оператора. Мы определяли наши эксперименты как «инструментальные исследования состояния радиопокрытия» и имели возможность убедиться, что метод на практике оправдал себя. Полученная в ходе тестирования информация всегда вызывала немало обсуждений, а сделанные на ее основании выводы была признаны многими компетентными специалистами.

Тем не менее, мы решились на следующий шаг и на этот раз провели исследование с применением другой методики, позволяющей сравнивать уже не только уровень сигнала, но и качество связи сетей операторов. Это и явилось главной побудительной причиной нашего затянувшегося вояжа «по городам и селам», результаты которого стали основой для измерений именно «качества связи».

Знойным августовским днем стартовал автобус с участниками «автопробега», имеющими одной из целей изучение реального радиопокрытия, которое обеспечивают операторы «МТС», «Юнител» (сейчас «Билайн») и «Коском» вдоль автотрасс и в наиболее крупных населенных пунктах страны. «Рулили» и автобусом, и всей миссией технари, использовались два комплекта измерительного оборудования. В поездку были приглашены наблюдатели из ведомств-заказчиков. Журналистов пригласить не догадались, хотя это и к лучшему - предстояло нелегкое испытание даже для подготовленных людей.

В автобусе было установлено сертифицированное для таких исследований оборудование. Измеряемая информация записывалась в реальном времени и автоматически, т.е. в момент записи на жесткий диск компьютера уровень измеренного сигнала полностью соответствовал действительному уровню на этот отрезок времени. Разумеется, нельзя исключить, что на следующий день или даже, например, через час тот или иной оператор мог включить дополнительную базовую станцию (БС) или, наоборот, выключить ее, специально или в силу каких-либо обстоятельств обеспечить занижение или завышение сигнала в той или иной точке трассы. Тогда картина и расстановка значений у этого оператора или у того, кто будет проводить соответствующие измерения, может незначительно отличаться от нашей, полученной в определённый временной промежуток и соответствующей исключительно этому промежутку времени.

Таким образом, была смоделирована ситуация, когда рядовой абонент «МТС», «Юнител» или «Коском» движется по автотрассе в определенном направлении, в определенное время, скажем, на туристическом автобусе или в кабине грузовой фуры, желая уверенно оставаться на связи.

Условия проведения исследования
Исследование проводилось в период с 14 по 18 августа 2006 года. Общее время в пути составило 75 часов. За это время группа участников проехала около 3500 км. Средняя скорость передвижения по трассе не превышала 60 км/ч. Применялся сертифицированный измерительный аппаратно-программный комплекс TEMS Investigation 3.2 (Ericsson) в составе трёх терминалов Ericsson R-520m с внешними антеннами и GPS-приёмника Magellan. Антенны измерительного комплекса были установлены на крышу автобуса с высотой подъема 3,25 метра. Измерения проводились в «выделенном режиме». Звонки осуществлялись на автоответчики операторов. Длительность соединения в Ташкентской области составляла 60 секунд, на остальной территории маршрута - по 50 секунд. Измерения параметров радиоканала осуществлялись в направлении «вниз» от БС до мобильной станции. Маршрут был условно разбит на 3 зоны: Центр, Восток, Запад.

В ходе измерений была собрана и проанализирована следующая информация:
1) число совершенных соединений;
2) число оборванных соединений;
3) число неудавшихся соединений;
4) число успешных хендоверов (переходов между сотами во время соединения), число неуспешных передач (неуспешная передача соединения между сотами);
5) количество сот (на участке тестирования);
6) уровень сигнала, принимаемого мобильной станцией;
7) уровень качества сигнала, принимаемого мобильной станцией;
8) субъективное восприятие абонентом качества речи (параметр, разработанный производителем измерительного оборудования - компанией Ericsson), а также усреднённые значения трех последних параметров (RXLev, RXQuality, SQI).

Параметр RXLevel, измеряемый в децибелах (dbm), описывает уровень сигнала радиоподсистемы от БС до абонентского терминала. От -10 до -70 dbm уровень сигнала очень высокий – это лучшее значение, а вот при уровне от -100 до -120 dbm позвонить, как правило, уже не получается. Значения от -70 до -100 dbm – «пограничная область» сигнала, не обеспечивающая гарантированной связи.

Статистика по обрывам соединения (Drop) следующая:
- «МТС» (-60,07 dbm / 13,51% обрывов);
- «Юнител» (-63,41 dbm / 17,66% обрывов);
- «Коском» (-76,10 dbm / 41,19% обрывов).

После обрыва в течение 60 секунд измерения не проводились, так как на оборудовании был включен режим ожидания до следующего звонка, а измерительное оборудование продолжало перемещаться. Описывать целиком маршрут может показаться бессмысленным в рамках данной публикации, разумно дать пояснения по некоторым отрезкам, привлекающим внимание обрывами связи, к примеру, перевалами. Сигнал в этом районе у операторов GSM принимается достаточно уверенно, однако сам факт возникновении обрыва, безусловно, играет не в пользу качества. Уровень сигнала у всех операторов находился в пределах, обеспечивающих возможность устойчивого соединения.

SQI – Speech Quality Index - этот параметр определяет субъективное восприятие абонентом качества речи. Параметр SQI был разработан и введён производителем измерительного оборудования Ericsson. Чем выше значение этого параметра, тем лучше качество покрытия, качество связи. Максимальное значение зависит от типа используемого звукового кодека (устройства, преобразующего речевой сигнал). Максимум параметра качества речи – 30, минимум - 20: Enhanced full rate (EFR) – 30 ; Full rate – 21; Half rate (HR) – 17. Глядя на результаты по SQI, можно сделать вывод, что «Юнител» в Ташобласти использует на разных БС все варианты кодеков, «МТС» – не использует режим HR, ограничиваясь более качественными EFR и FR, а «Коском» пока что использует FR и кое-где HR, поэтому средние значения этого параметра отличается от тех, что удается обеспечивать сетям двух других операторов.

Усредненные значения SQI таковы:
- МТС (27,84);
- Юнител (23,96);
- Коском (18,77).

Анализируя средние значения описанных параметров, можно отметить, что у «МТС» при самом высоком уровне сигнала -60,07 dbm, RxQual незначительно уступает значениям, которые обеспечивают «Коском» и «Юнител».

Статистика событий:
Call setup - число совершенных соединений – «МТС» (76), «Юнител» (74), «Коском» (68).
Blocked Calls - число неудавшихся соединений – «МТС» (4), «Юнител» (2), «Коском» (3).
Dropped Call – число оборванных соединений – «МТС» (3), «Юнител» (2), «Коском» (3).
Handover OK - число успешных передач соединения между сотами – «МТС» (66), «Юнител» (58), «Коском» (47).
Handover Failure - число неуспешных передач соединения между сотами – «МТС» (4), «Юнител» (2), «Коском» (2).
Cell number – количество сот – «МТС» (55), «Юнител» (51), «Коском» (28).

Для оценки напряженности поля мы проводили исследования на разных ОСС по различным методикам на основе разработанной малогабаритной измерительной антенны в комплексе с селективным микровольтметром SMV-8,5. Были проведены экспериментальные исследования уровней ЭМП, создаваемых сотовыми телефонами, подключенными к ОСС, использующими стандарт GSM; исследованы 22 модели радиотелефонов стандарта GSM как в столице, так и в областях.

Измерения проводились по следующей методике: измерения напряженности электрического поля Е, В/м; измеренные значения напряженности поля были затем пересчитаны в ППЭ (плотность потока); измерения ближних полей сотовых радиотелефонов проводили в безэховой камере.

Телефоны располагались в центре безэховой камеры на пенопластовой подставке малой цилиндрической формы с малой диэлектрической проницаемостью, близкой к проницаемости воздуха (1.03... 1.1), обеспечивающей минимальное рассеивание сигнала; сотка включалась на дозвон.

После проведения калибровки усиления подсчитывалось измеренное значение по сумме ослабления на делителях и по показанию индикаторного прибора по осям. К полученным результатам прибавлялись калибровочный коэффициент антенны, для измерения электрической составляющей (с помощью вибраторной антенны) ЭМП. Для контроля уровней ЭМП вблизи радиотелефонов СПР была разработана малогабаритная дипольная измерительная антенна.

При этом зона возмущенного поля занимала малую область пространства, содержащую симметричный вибратор. Совокупность таких поверхностей достаточно наглядно характеризовала зону возмущения поля. Задача, таким образом, сводилась к определению геометрических размеров вибратора, таких, чтобы поверхность уровня, соответствующая заданной максимальной погрешности измерений, была удалена от вибратора не более, чем на заданное минимальное расстояние между измерительной антенной и радиотелефоном. Геометрические размеры измерительной антенны определялись путем поиска компромисса между противоречивыми требованиями уменьшения взаимного влияния и обеспечения достаточного уровня сигнала на входе измерительного приемника.

Расчеты специалистами проводились для вибратора при напряженности стороннего поля Ест = 1 В/м. Все расчеты выполнялись на компьютере по программам расчета тока, напряжения и линии уровня в зоне возмущения поля. На основании проведенных расчетов были выбраны оптимальные геометрические размеры измерительных антенн: длина вибратора 30 мм, диаметр провода 1 мм.

Сначала определялся уровень напряженности поля по эталонной антенне DP-3, а затем - с помощью малогабаритной измерительной антенны. Калибровочный коэффициент определялся как сумма разности измеренных значений DP-3, малогабаритной антенны и калибровочного коэффициента антенны DP-3. Измерения проводились для двух взаимно ортогональных ориентаций измерительной антенны, что дало возможность определить кроссполяризационный коэффициент (поляризационную развязку).

По качеству дозвона с одних и тех же моделей телефонов, подключенных к разным ОСС, в разное время суток и в разных регионах страны в течение августа-октября 2006 года распределение ОСС по данным исследования составило:

«МТС» - 79,47% удовлетворительного качества дозвона;
«Юнител» - 73,12% удовлетворительного качества дозвона;
«Коском» - 59,08% удовлетворительного качества дозвона.

В целом были отмечены показатели напряженности поля (SAR) , превышающие допустимые в Узбекистане санитарные нормы у 9 из 22 моделей телефонов
«МТС» - 4 из 22;
«Юнител» - 3 из 22;
«Коском» - 9 из 22.

Методология тестирования в столице
Оценивалось качество связи на улице. Во внутренние помещения и подъезды участники теста не заходили. Для тестирования использовались новые телефоны Nokia, любезно предоставленные заказчиками. Через Bluetooth на все смартфоны был загружен NET-монитор CellTrack, дистрибутив которого взят из Интернета. Это бесплатная утилита, позволяющая отображать уровень приема сигнала в dBm, состояние батарей, местоположение на основе данных, полученных от базовой станции, название самой базовой станции и т.д.

Оцениваемые параметры качества
1. Уровень качества каждого оператора оценивался по нескольким параметрам: в первую очередь, возможность связи, а уж потом субъективное восприятие качества речи, т.к. если связи нет, то и никакого восприятия не будет, потому первым делом замерялся уровень сигнала.

Градации уровня сигнала:
5. до -75 dBm — уверенная или нормальная связь в зданиях;
4. -85…--75 dBm — уверенная связь на улице и в транспорте;
3. -95…--85 dBm — средний уровень сигнала (пограничная зона);
2. -105…-95 dBm — низкий уровень сигнала (прием негарантирован);
1. -110…-105 dBm — мин уровень сигнала (связь на грани обрыва).

Разделение диапазона значений выше -85 dBm условно. Провести доскональное тестирование покрытия операторов внутри зданий практически невозможно, а связь внутри любого помещения зависит от множества факторов. Измеренные нами величины могут лишь косвенно свидетельствовать о глубине проникновения сигнала в здания.

2. Качество передачи голоса. Для оценки этого параметра в каждом пункте тестирования с каждого мобильного телефона совершался звонок на городской телефон. Стационарный телефон был подключен на АТС-170. На «том конце провода», т.е. на обычном домашнем городском телефоне, безотлучно находилась девушка , задачей которой было поднять трубку и поддержать «светский» разговор с экспертами. При этом эксперты совершали звонки с телефонов разных операторов в произвольном порядке, то есть «барышня на проводе» не знала, с какого терминала ей звонят, и не могла влиять на связь в пользу какого-либо одного оператора.

Оценки за уровень воспринимаемости и понятности речи выставляются по 5-балльной шкале:
- 5 баллов - голос чистый, отсутствие искажений и посторонних шумов, тембр, близкий к естественному;
- 4 балла - присутствуют либо посторонние шумы (эхо и т.д.), либо искажения, не влияющие кардинально на разборчивость и понятность речи;
- 3 балла - речь воспринимается, но искажения или помехи значительны;
- 2 балла - плохая разборчивость речи, сильные искажения или помехи, пропадание, прерывистость, делающие речь малопонятной, заставляющие постоянно переспрашивать и т.д.;
- 1 балл - полная неразборчивость, непонятность речи.

В процессе тестирования появилась и оценка «пять с минусом». Эксперты ставили такую оценку, когда помехи не присутствует, но голос «чужой» или тихий по сравнению с обычными звонками. При выставлении оценок фиксируются факторы, влияющие на разборчивость речи (в виде комментариев к оценкам).

3. Общее количество «недозвонов» - ошибки, неудачные попытки соединения в зоне покрытия. Обычно их немного, и происходят они из-за локальных перегрузок на пути прохождения вызова (радиоканал, транспортная сеть от базовой станции до коммутатора, собственно коммутатор). Если произошел «недозвон», сложно точно определить, по чьей вине — адресанта или адресата вызова - он произошел. Однако когда одному и тому же адресанту звонят из одной точки четыре телефона разных операторов, и проблемы только у одного или двух из них, то можно с большой долей вероятности предположить, что на другом конце провода все в порядке, а проблемы здесь, у нас.

4. Количество обрывов связи: если во время разговора он по каким-либо причинам обрывается без команды абонента, засчитывается один обрыв связи. Обрыв связи может произойти при интерференции, высоком уровне помех в канале, падении уровня сигнала ниже минимально допустимого и пр.

5. Качество информационной поддержки абонента - результативность дозвона в справочную службу абонента каждого оператора. Вопросы к оператору довольно часто возникают у многих абонентов, а поэтому безрезультатные попытки дозвониться в службу обслуживания раздражают, пожалуй, даже сильнее, чем посторонние шумы или искажения голоса при разговоре. При оценке этого параметра имеет значение не место, откуда совершался звонок, а время его совершения.

Изначально было предложено для большей объективности теста провести его не за один день, а потратить полноценных 3 дня, протестировав порядка 50 точек. Расчет строился из предположения, что тест на точке занимает 10–15 минут, переезд примерно столько же. Итого: 2–3 точки за час. За 8-часовой рабочий день с учетом перерыва на обед - 15–20 точек. Итого за 3 дня - 50 контрольных точек. Увеличение числа контрольных точек и звонков должно снизить статистическую погрешность измерений. Но на практике тест занял 2 дня, и за это время мы прошли 45 точек.

Чтобы снять обвинения в предвзятости, маршрут выбирался коллективно после совместного обсуждения. Экспертный консилиум каждую точку остановки выбирал путем согласования. При вынесении решения, где остановиться, принимались во внимание места массового скопления людей, вузы, торговые и развлекательные центры, центральные трассы с большим скоплением людей и машин.

Уровень сигнала у каждого оператора оказался достаточным для того, чтобы обеспечивать уверенную связь. Судя по уровню сигнала, мы находились в прямой видимости базовых станций. Резюмируя данные: сигнал «Коскома» был похуже. Это отразилось и на качестве связи - помехи на линии привели к тому, что эксперты поставили за качество голоса оценку «3», а дозвониться на стационарный телефон мы смогли только со второго раза. Остальные операторы получили хорошие оценки за качество передачи речи, все дозвоны - с первого раза, а обрывов не было.

С проблемами качества передачи речи мы столкнулись на «бетонке», у оптовых рынков, на ул.Заводской, в аэропорту, на Бешагаче. Телефоны работали с треском и помехами, причем у «Коскома» был стопроцентный сигнал. Нам еще не раз пришлось столкнуться с парадоксальной ситуацией, когда уровень сигнала в режиме ожидания отличный, а качество связи дает сбой. У бывшей Тезиковки, например, уровень сигнала «Коскома» по нетмонитору был близок к 100%, в то же время эксперты выставили оценку «2» по качеству связи - помехи не позволяли понять речь собеседника.

Еще один парадокс - дозвон на справочные службы абонентов. Когда мы обнаружили стабильно очень плохие показатели по этому параметру у «Коскома», мы усомнились в том, что используемые нами методики правильны. Обратившись в компанию, мы узнали, что телефон call-центра, по которому эксперты пытались дозвониться, оказывается, испытывал в этот промежуток времени повышенные нагрузки. На следующий день картина стала другой. На будущее мы будем знать, что качество дозвона зависит от того, насколько повышенные нагрузки испытывает номер справочной службы.

У компании «МТС» в трех точках соединение устанавливалось не с первого раза, у компании «Юнител» - в двух точках. Наибольшее количество недозвонов и обрывов было у компании «Коском». В 6 точках из 45 нам приходилось видеть сообщение о занятости, а на кольцевой дороге связь держалась не более 20 секунд - происходил обрыв.

По качеству передачи голоса средняя оценка ниже 4 выставлялась 5 раз «Коскому» и по три раза – «Юнител» и «МТС». Наверное, это не так много для 45 соединений. Но именно на основании этих фактов мы и распределили места.

Итоги
«Коском» по мощности сигнала в контрольных точках оказался на третьем месте. Это не значит, что у «Коскома» проблемы с сетью. В основном уровень сигнала вполне достаточен, просто у двух других операторов он оказался выше. По качеству связи — разборчивости и узнаваемости голоса, количеству недозвонов - компания оказалась на третьем месте. У «Юнител», занявшего вторую позицию по мощности сигнала, уверенная связь не только на улице, но и в зданиях, в 3-х точках - средний уровень сигнала, причем, в основном, на нижнем крае диапазона, приближаясь к пороговой зоне.

У «Юнител» эксперты отметили одну особенность - зачастую, несмотря на слабый сигнал, компания показывала хороший результат по качеству голоса, опережая компании с более мощным сигналом.

Лидер по показателю качества связи (дозвоны с первого раза и отсутствие обрывов) – «МТС» (экспертами не зафиксировано ни одного обрыва или недозвона в центре города).

В то же время хотим отметить, что количество обрывов сети и недозвонов с первого раза у «Юнител» и «Коском» не превышают 5% от общего числа звонков. Так что это вполне можно списать за счет статистической погрешности, а мы вправе считать, что в данной номинации три оператора оказались на приблизительно равных позициях.

Компания «Коском», обладая хорошим качеством сигнала, в то же время не везде обеспечивает хорошее качество связи (недозвоны, обрывы, искажения голоса). В данной ситуации, когда количество недозвонов с первого раза достигло 25%, приходится говорить не о возможной статистической погрешности, но о некоторой тенденции, прослеживаемой у оператора, по крайней мере, в момент проведения тестирования.

Данные, собранные измерительной аппаратурой, были запротоколированы, а в электронном виде копии лог-файлов получили все участники эксперимента. Собранная в ходе эксперимента информация теперь обрабатывается в формат, в котором она может быть использована в СМИ - это занимает очень много времени.

Высказана была даже мысль запустить независимую «горячую линию» для недовольных качеством связи (а также состоянием телефонных аппаратов и вообще жизнью), с тщательной регистрацией «обличений» в «жалобную книгу» и передачей ее руководству сотовых компаний. Оценка и анализ результатов исследования проводился экспертным советом, мнение которого, на наш взгляд, не претендует на истину в последней инстанции, а поэтому приглашаем обмениваться своими мнениями по поводу проведенного исследования и его результатов.

Наша идея состоит в том, что на основании представленных результатов реальных измерений каждый читатель способен сформировать собственное мнение о качестве покрытия той или иной сети. Мы сознательно воздерживаемся от публикации (навязывания) собственных выводов в оценке результатов тестирования качества, предоставляя это право нашим уважаемым и достаточно квалифицированным читателям, тем более что именно они являются потребителями услуг связи, качество которых мы исследовали.

Тема качества мобильной связи очень глубокая и многогранная. Она состоит из таких понятий, как численность базовых станций, количество использованных частот, емкость сети и тому подобное. С каждым днем все больше людей интересуются вопросом: «А насколько беспроблемно будет реализовано их желание - всегда оставаться «на связи?» Между тем, по мере роста сетей качество не всегда улучшается, ограниченность частотного ресурса и бурный приток все новых абонентов могут приводить и к заметной потере позиций той или иной сети связи с точки зрения качества передачи речи. К сожалению, в условиях жесткой конкуренции и борьбы за нового абонента операторы мобильной связи наиболее распространенного стандарта GSM привыкли табуировать тему реального качества своей связи, прикрываясь либо бездоказательными утверждениями о «заметном улучшении качества благодаря усилиям, предпринятым оператором в последнее время», либо ссылаясь на отчеты о количестве базовых станций, число которых весьма слабо связано с качеством передачи речи на той или иной территории. Иногда говорят даже о "стереотипах" в области восприятия качества связи, которые мешают заметить улучшения качества той или иной сети, не пытаясь, однако, привести убедительные данные, какие изменения были проведены и в чем именно выразилось улучшение качества.

Возросшую актуальность темы "качество связи" подтверждают и многочисленные обращения к нам с просьбами провести тестирование в том или ином регионе Кыргызстана, Туркмении, раскрыв для общественности объективную ситуацию.

Важно подчеркнуть, что, несмотря на уверенность в результатах, полученных нами в ходе исследования, мы не претендуем на «истину в последней инстанции». Даже при проведении такого непростого исследования, которое было осуществлено, определенная субъективность результатов имеет место. Прежде всего, это обусловлено нестабильностью обстоятельств, возникающих в процессе проведения исследования.

Огромное спасибо всем, кто принял участие в этом исследовании. Еще раз отметим, что потребители, то есть мы, абоненты, качество связи определяют все-таки, имея на руках два «профессиональных» прибора - телефон и ухо.

P.S. Во время работы у нас была возможность провести опрос общественного мнения, целью которого было выяснение отношения абонентов сотовых сетей и к качеству связи, и к тарифам, а также степени лояльности по отношению к операторам. Проводя опрос, мы пытались выяснить настроения тех людей, кто самостоятельно платит за мобильную связь и сам принимает решение о подключении к тому или иному оператору, причем является абонентом только одной, а не нескольких сетей GSM одновременно. Респондентам было предложено оценить связь по пятибалльной шкале на основе собственного восприятия качества передачи речи (наличия искажений и посторонних шумов, обрывов разговора и т.п.). Кроме того, респондентам было предложено оценить изменение качества передачи речи за последнее время, после чего было предложено ответить на противоположный вопрос: «Что вам не нравится в сети вашего оператора?» Исследование было проведено методом уличного анкетирования во всех регионах Узбекистана. В выборку включены данные опроса 345 человек, представленных тремя равными (115 человек) группами: абоненты «Юнител», «Коском» и «МТС». Но это уже несколько иная тема, которую мы постараемся осветить в другом обзоре.

P.P.S. Это все факты, а если будет позволено высказать свое мнение, мы его выскажем после повторного исследования уже в этом году, в котором опять же будет возможность сравнить "качество дозвона", используя для этого все предоставленные возможности. Единственное, что можно сказать с полной определенностью: после первого же исследования мы поменяли телефон и оператора.