关于iPhone 4手机信号问题的探讨

陈南亦

（华中师范大学，湖北 武汉 430079）

0 引言

移动网络服务趋于多样化[1]，iPhone 4从去年6月份上市至今，受到全世界消费者疯狂的购买，其全新外观设计让人爱不释手，iPhone 4厚度仅有 9.3毫米，相对于 iPhone 3GS12.3毫米的厚度，变薄了24%，这使得iPhone 4成为不折不扣的全球最薄智能手机。iPhone变成了无线键盘和无线鼠标，可以打字，还可以控制电脑[2]。然而，几乎是从上市开始，人们就对它的信号衰减问题提出异议。无线信道由于传播介质的多径效应产生了频率选择性衰落特性，严重影响了通信的性能，使接收信号的信噪比恶化，误码率增加[3]。码间干扰也是尤为重要的一个因素[4]，然而造成信号衰减的原因有和很多方面，下面就介绍主要原因。

1 “创新”的设计导致问题出现

一些iPhone 4用户投诉，手握手机外围金属条左下角的缺口时，信号显示强度会迅速下降4至5格。一些消费者把这个缺口戏称为“死亡地带”[5]。

作为导体的人体，对于电磁波的干扰肯定是会有的。手持状态下信号衰减问题也是普遍存在的。信噪比越大，随着天线数增多，性能提高越多[6]。只是近年来大多数手机已经将天线隐藏在了手机内部的底端或顶端，用户在普通持握方式下对其造成影响比较小，也就很少引起注意。然而iPhone4除了本身设计的天线以外，四周的不锈钢边框还起到了天线作用，并且分为两段[7]。左半段为蓝牙、无线保真（WiFi，Wireless Fidelity）、全球定位系统（GPS，Global Position System）天线，右半段则为3G/2G手机网络天线。手机左侧的黑色“缝隙”就是两段天线的分界点。问题就出在这里，当手持iPhone 4，尤其是左手持握时，人体会充当导体，将两段天线导通，从而形成干扰，影响手机信号接收。

2 信号强度表示出现问题

信号强度表示出现问题，给用户造成错觉。几乎所有的手机都使用由低到高柱状条的形式来显示信号强度，也就是“几格信号”，但是每一格信号的定义是不同的。苹果发言人称，以格度显示信号强度的一项公式差错，导致这种现象。测试者拿着iPhone 4和能够准确显示信号强度的3.1.3版固件iPhone 3GS，在同样信号环境下进行反复测试，最终给出了iPhone 4信号柱状条背后意义的较准确数字。如图1所示。

图1 iphone4信号测试结果

从UMTS 3G网络信号的极限-51 dBm，一直到-91 dBm，iPhone 4都会显示为五格信号。 而此后间距就会很小了，-91～-103 dBm为四格，-103～-107 dBm为两格，-107～-113 dBm为一格。如果信号低于-113 dBm，通话和数据连接肯定将会被中断。也就是说每一格代表的信号强度差距是不同。根据测试，紧握iPhone 4会导致信号最多下降24 dB。问题来了，同样是24 dB的下降，在用户体验上会出现两种截然不同的效果：当你处在3G基站附近，信号良好在-67～-51 dBm之间时，即使下降24 dB，也依然在-91 dBm以上，手机仍旧显示为五格信号，通话、上网也几乎不可能受到影响。而如果你此时的信号为-89 dBm，虽然显示的也是五格满信号，但如果手持后下降24 dB，将会一下子低于-113 dBm的底线，出现断线现象。本身已是四格信号的情况就更不用说了。而由于手机显示信号格有 10秒左右的延迟，你会在屏幕上看到信号从五格一次次下降直到失去连接。

3 SIM卡的问题

最近又有用户提出了新的看法，iPhone 4的信号问题可能不止和手持方式有关，还与用户身份模块（SIM，Subscriber Identity Module）卡有联系。相关人士称iPhone 4出现信号问题是因为 SIM 卡触点与卡托的金属框架出现了连接。据称，此用户最初同样出现了手持后信号衰减甚至断线的麻烦。在咨询苹果客服时，他将手机SIM卡取出，不久后重新装上，问题居然就解决了。在反复思考后，他发现问题出现在SIM卡身上。SIM卡的触点和卡托框架相连，进而与边框天线连通，可能就是出现信号问题的原因。

由于iPhone 4使用MicroSIM卡，很多用户需要自行剪卡才能使用。而在剪卡时的细微误差，可能就导致了这种问题。这也解释了为什么信号问题仅出现在一部分用户身上，而其他用户即使左手紧握手机，也丝毫没有出现信号下降的现象。

4 改进措施

苹果公司在声明中为“给消费者带来焦虑”道歉。iPhone在美国的独家运营商美国电话电报公司已向苹果公司推荐一项公式修正方案。用户可在数周内经由互联网下载免费软件，弥补缺陷[8]。

另外，要想彻底平息用户的抱怨，苹果要么需要在制造工艺中为iPhone 4边框增加一层绝缘膜，要么就需要大幅降低Bumpers胶套（现售29美元）的价格，甚至直接赠送。

5 结语

科技的进步是在不断的尝试当中得以发展的。iPhone 4的问世，无疑给人们的生活带来了更多惊喜，但是其存在的问题也是不能忽视的，苹果公司为解决小问题而付出的代价也是很大的。所以，研发人员在开发一种新的产品的时候，还是要全方面的考虑。这里全面分析了导致信号问题原因的多个方面，旨在揭示该产品的不足。衡量一中科技产品的好坏的标准应当是实用性与美观性相结合的，其中实用性是最重要的，如果基本的性能不能达到，即使外观如何的吸引人，也不可能有很大的发展潜力。至于手机信号下降的比例与环境因素之间定量的研究还有待于深入钻研。

[1]尹志忠,陈静毅,周贤伟. 美军卫星通信系统的发展及其技术研究[J]. 通信技术, 2009,42(11):55-58.

[2]黄三犇. 走向全能的iPhone[J]. 新知客, 2010(08): 84.

[3]欧阳存,李涛东. 频率选择性衰落的时域频域研究[J]. 大众科技,2008(03):14-15.

[4]伍建辉. 无线通信系统的码间干扰抑制方法研究[J].通信技术,2007,40(12):123-125.

[5]Chris Buerger. 成功开发Android设备致胜之道——从iPhone 4“天线门”所学到的一课[J].CompoTech China, 2010(10):64-65.

[6]祁淑慧,岳殿武. 频率选择性衰落信道中的空时分组编码系统性能研究[J].通信技术,2007,40(12):102-104.

[7]彭小波. 从 iPhone手机看苹果公司的创新[J].航天工业管理,2010(12):27-30.

[8]李晓明. iPhone成功之道[J]. 信息网络, 2010(Z1): 87-88.