Bueno, técnicamente, incluso mi señal WiFi te llega dondequiera que estés en el mundo, solo que es demasiado débil para que tus dispositivos domésticos la descifren. En física, una señal de radio nunca muere, solo que se debilita con la distancia.
Los teléfonos inteligentes se comunican a través de estaciones de transmisión base, que son grandes antenas de transceptor montadas en pilares enormes. Estas estaciones están ubicadas a solo 2-3 km de distancia en áreas rurales, y pueden estar tan cerca como a 400 metros en áreas urbanas (donde los edificios y estructuras dificultan el campo electromagnético generado por la antena (y los teléfonos).
Una señal nunca se apaga, y sí, llegará a una torre de telefonía celular a 45 millas de distancia, pero sería demasiado débil (la relación Señal / Ruido será muy baja) para que la torre la descifre.
Las sondas de espacio profundo envían señales de radio desde la medida del Sistema Solar (podría ser más ahora), y para descifrar esas señales, se necesitan ANFITAS grandes (oídos grandes para escuchar señales débiles). ¡Suba las antenas DSN (Deep Space Network) que se encuentran en tres puntos de la superficie de la Tierra!
Otro factor son las colisiones y el ancho de banda. Una señal GSM puede ser de alrededor de 900 MHz (según el país) y se asigna a los canales cerca de esta frecuencia. Las frecuencias cercanas interfieren entre sí y los canales vecinos se ven afectados entre sí. Dado que hay una gran cantidad de dispositivos que utilizan la banda GSM, la señal enfrentará colisiones desde una gran cantidad de dispositivos, por lo que la distancia máxima comunicable es muy pequeña.
Ahora estamos respondiendo a tu pregunta.
En las redes en general, compensas las colisiones, los errores de paquetes y los bits volteados por transmisiones. Técnicamente, cada paquete transmitido es propenso a bits y errores volteados. Una vez que el receptor detecta que el paquete recibido tiene fallas (hay bits de detección de errores y sumas de verificación para ese propósito), solicita una retransmisión. Sí, es posible que un teléfono celular envíe datos y que la torre los reciba correctamente, dependiendo del terreno. Si no, solicitará una re transmisión. El protocolo GSM debe tener varias transmisiones que se pueden solicitar antes de que se suponga un error en el envío del mensaje.
Un teléfono celular puede enviar un mensaje a una torre a 45 millas de distancia , pero desafortunadamente, GSM no está diseñado para comunicarse directamente con otro teléfono (una red Ad Hoc) .
La infraestructura central (la Estación Base) actúa no solo como un relé, sino que es responsable de asignar el canal de frecuencia a cada SMS o llamada. Tiene que haber una entidad de este tipo para asignar canales o los dispositivos elegirían aleatoriamente y elegirían canales superpuestos, lo que provocaría interferencias. Entonces, la respuesta es no, dos teléfonos celulares no pueden comunicarse directamente, independientemente de la distancia.