Prikazan proračun sistema pojačanja celularne komunikacijeće potvrditi ispravan odabir opreme i ugradnju pojačivača ćelijskog signala.

Kao primjer, uzmimo najjednostavniji slučaj mobilnog sistema za pojačavanje glasa.

Početni podaci

Prvo moramo odrediti početne podatke:

1. Frekvencijski opseg u kojem primamo signal
2. Nivo signala na lokaciji gdje će biti ili je već postavljen eksterna antena. Za mjerenje nivoa signala potreban nam je jednostavan telefon, odnosno servisna funkcija Netmonitor.

Funkcije telefonskog servisa

O tome koji kod trebate birati na svom modelu telefona možete pročitati u članku “Servisne funkcije telefona”.

Još je lakše za Android pametne telefone. Ima ih mnogo besplatne aplikacije kako bi se saznao nivo ulaznog signala prijemne stanice, kao i drugo korisne informacije, kao što su mrežni kod (MNC), broj bazne stanice (BSIC), ID ćelije i još mnogo toga.

Imamo ga na raspolaganju samsung smartfon GT-S5250.

	Biramo kod *#9999*0# i odmah dolazimo do usluge menija telefona.
	Pritisnite “Nazad” nekoliko puta zaredom dok se telefon ne vrati u glavni meni.
	Odaberite prvu stavku "Debug Screen", unesite "1" na virtuelnoj tastaturi koja se pojavi.
	Zatim unosimo "1" i tako biramo "Osnovne informacije o načinu rada".

I dobijamo sve potrebne, pa čak i nepotrebne informacije. IN ovaj telefon Instalirana je Megafon SIM kartica.

• RPLMN: 250 -02
• 250 - pozivni broj države (250 - Rusija, 255 - Ukrajina, 257 - Bjelorusija);
• 02 - kod mreže (01 - MTS, 02 - Megafon, 99 - Beeline, 20 - Tele2);
• GSM 900- standardno mobilne komunikacije, u kojem telefon trenutno radi;
• BSIC: 19- kod BS iz kojeg ovog trenutka primljen je signal;
• BcchFrq: 102- broj kanala bazne stanice na kojem se trenutno odvija komunikacija; za više informacija o kanalima i njihovoj distribuciji po operateru pročitajte članak „Princip rada ćelijskih komunikacija“. Zaista, kanal 102 u Sankt Peterburgu koristi Megafon i nalazi se u opsegu GSM 900;
• RSSI: -63- nivo primljenog signala u dBm;
• RxLev: 47- nivo istog signala, ali u drugim konvencionalnim jedinicama, što je njegova vrijednost veća, to je signal bolji.

Dakle, pretpostavimo da je nivo signala izmjeren na mjestu gdje je postavljena vanjska antena, a signal je potrebno pojačati u maloj podrumskoj prostoriji površine 40 m². Izvršit ćemo proračun za smjer DownLink (signal od bazna stanica na mobilni telefon).

Odabrana oprema

AL-900-11 eksterna antena, usmerena, tipa "talasni kanal", sa pojačanjem Ku=11 dB	PicoCell 900 SXB repetitor sa pojačanjem Ku=60 dB i izlaznom snagom do P=10 mW	AP-800/2700-7/9 ID interna panel antena sa pojačanjem u frekvencijskom opsegu 900 MHz - Ku=60 dB	sa kratkom dužinom jakog slabljenja signala neće uvesti

Šema sistema za pojačavanje mobilne komunikacije bit će sljedeća:

Metoda obračuna je sljedeća:

1. Izmerili smo nivo signala sa telefonom na mestu gde je eksterna antena unapred instalirana: -63 dBm. Pojačanje antene je 11 dB, respektivno, na izlazu antene imamo signal od -63 + 11 = -52 dBm.
2. Svaki kabel ima svoje RF karakteristike. Na primjer, za naš 5D-FB kabel, 19,7 dB se gubi na 100 metara na 900 MHz (pogledajte tehničke specifikacije). Što je frekvencija signala veća, to je veći gubitak kabla. Shodno tome, na 10 metara će se izgubiti oko 2 dB. Dakle, signal od -52 -2 = -54 dB stiže na ulaz repetitora.
3. Pojačanje repetitora gledamo u njegovim tehničkim karakteristikama (u našem slučaju, 900SXB ima Ku = 60 dB). Dobijamo na izlazu pojačala: -54 +60 = +6 dBm.
4. U kablu od repetitora do unutrašnja antena na dužini od 5 metara gubitak će biti približno 1 dB.
   Dakle, signal +6 -1 = +5 dBm stiže na ulaz interne antene.
5. Pojačanje AP-800/2700-7/9 ID antene na frekvenciji od 900 MHz je Ku=7 dB. Dakle, antena će emitovati signal sa nivoom od +5 +7= + 12 dBm.

Da bismo konvertovali nivo signala iz dBm u mW, koristimo formulu: P[mW] =10^(0,1* P[dBm]). U našem slučaju: P[mW] =10^(0,1*12)=15,8 mW.

Kako bi se procijenilo područje pokrivenosti, a ne vršili složeni matematički proračuni slabljenja signala u prostoru, na osnovu eksperimentalnih podataka ustanovljeno je da ako se nivo signala u mW pomnoži sa faktorom 4 za opseg od 900 MHz (za Opseg 1800 MHz - faktorom 3), tada je moguće dobiti približnu površinu pokrivenosti u m². Ako postoje zidovi i pregrade, površina može biti znatno manja.

Sistemi automatske kontrole pojačanja (AGC) se široko koriste u radio prijemnicima za različite svrhe. AGC sistemi su dizajnirani da stabilizuju nivo signala na izlazu pojačavača radio prijemnika sa velikim dinamičkim opsegom promena ulaznog signala, dostižući, na primer, 70-100 dB u radarskim prijemnicima. Sa takvom promjenom nivoa ulaznog signala, u nedostatku AGC sistema, normalan rad prijemnih uređaja je poremećen, što se očituje u preopterećenju posljednjih stupnjeva prijemnika. U automatskim radarskim sistemima za praćenje ciljeva, preopterećenje kaskada prijemnika dovodi do izobličenja amplitudske modulacije, smanjenja pojačanja i neuspjeha praćenja. U sistemima stabilizacije frekvencije kaskade preopterećenja izazivaju promjenu nagiba diskriminacijske karakteristike, što naglo smanjuje kvalitetu rada sistema.

Prema principu konstrukcije, AGC sistemi se dijele na tri glavna tipa: otvorene petlje ili bez povratne sprege (sl. 2.2, 2.3); zatvoreno, ili sa povratne informacije(Sl. 2.4); kombinovano. Postoje AGC sistemi sa jednom i više petlje sa kontinuiranim i digitalnim podešavanjem. AGC bez povratne sprege osigurava visoku konstantnost amplitude izlaznog signala kada se ulazni signal mijenja u širokom rasponu, međutim, kontrolirana vrijednost ovisi o stabilnosti parametara AGC kola.

Inercijski AGC sistem otvorene petlje (slika 2.2) uključuje podesivo pojačalo (U), pojačalo AGC sistema (AGC), AGC detektor (DAGC) za postizanje kontrolnog dejstva i niskopropusni filter (LPF), koji eliminiše komponentu frekvencije modulacije kako bi se izbjegla demodulacija AM radio signala.

Rice. 2.2  Blok dijagram inercije otvorene petlje

AGC sistemi

Vremenski sistem (slika 2.3) sadrži uređaj za generisanje upravljačkog napona (VAG), čiji je rad vremenski sinhronizovan eksternim impulsom.

Rice. 2.3  Blok dijagram privremenog AGC sistema otvorene petlje (a)

i vremenski dijagram koji objašnjava princip njegovog rada (b)

U praksi su najrašireniji inercijski AGC sistemi sa povratnom spregom (slika 2.5). Dijele se na kontinuirane i impulsne sisteme. Svi gore navedeni sistemi mogu biti odloženi ili bez odgode.

Rice. 2.4 Strukturni dijagrami kontinuiranih AGC sistema

sa povratnom spregom (a) – bez pojačanja sa kombinovanom detekcijom, (b) – bez pojačanja sa odvojenom detekcijom

Princip rada AGC sistema je sledeći. Ulazni napon U u( t) se dovodi na ulaz pojačala sa podesivim pojačanjem. Izlazni napon iz pojačala se dovodi na ulaz detektora, zatim se detektovani signal zbraja sa naponom kašnjenja U h. Ukupni napon U c se pojačava jednosmjernim pojačalom (DCA) i dovodi do niskopropusnog filtera (LPF), LPF generira kontrolni napon U y, mijenja pojačanje. Ovisnost pojačanja pojačala od kontrolnog napona naziva se kontrolna karakteristika; može se aproksimirati linearnom ovisnošću

, (2.0)

Gdje k 0 – pojačanje pri upravljačkom naponu jednakom nuli;

 – nagib karakteristike podešavanja.

Rice. 2.5  Funkcionalni dijagram poboljšanog odloženog sistema

AGC sa povratnim informacijama

Efekat stabilizacije nivoa izlaznog napona U van ( t) postiže se zbog činjenice da sa povećanjem nivoa U van ( t) upravljački napon se također povećava U y, pod čijim se uticajem, u skladu sa izrazom (2.1), pojačanje pojačala smanjuje, što dovodi do smanjenja nivoa ulaznog signala.

Da bi se spriječilo smanjenje nivoa izlaznog signala pri malim ulaznim utjecajima i osigurao rad AGC sistema od određenog nivoa, na sistem se primjenjuje napon kašnjenja. U h. Kao rezultat toga, upravljački napon će se pojaviti samo kada napon na izlazu detektora amplitude premaši napon kašnjenja U h.

, Ako
, (2.0)

, Ako
,

Gdje K d – koeficijent prenosa detektora.

Niskopropusni filter u krugu povratne sprege AGC sistema je dizajniran da prenosi upravljački napon sa frekvencijama promjene nivoa izlaznog AGC napona. U ovom slučaju, niskopropusni filter mora biti inercijalan u odnosu na frekvencije korisne modulacije, inače će doći do demodulacije korisnog signala.

Izlazni napon AGC sistema

Jednačine (2.2)–(2.3) odgovaraju blok dijagramu AGC sistema (slika 2.6). U ovom dijagramu, nelinearna veza (NL) je opisana zavisnošću

(2.0)

U ustaljenom stanju (pri konstantnom nivou napona na ulazu AGC sistema), iz (2.2)–(2.4) slijedi:

at u d< u h;

at u d  u z, (2.0)

Gdje k upt – faktor pojačanja UPT-a.

Rice. 2.6  Blok dijagram AGC sistema

sa povratnim informacijama

Jednačina (2.5) određuje upravljačku karakteristiku AGC sistema sa povratnom spregom.

Rice. 2.7  Amplitudne karakteristike AGC sistema

Amplitudne karakteristike AGC sistema zatvorene petlje (slika 2.7.) su prikazane za slučajeve: 1 - bez AGC sistema, 2 - jednostavni AGC, 3 - odloženi AGC, 4 - poboljšani i odloženi AGC.

1. Instalacija vanjske antene.

Prvi korak je instalacija eksterna antena. Antena se postavlja pomoću pričvršćivača (okretni nosač ili jarbol) na vanjski zid zgrade ili na krov, ovisno o lokaciji.
Stručnjak određuje smjer u kojem će antena biti usmjerena, budući da od dolaznog signala različiti operateri komunikacija bi trebala biti ista, ili bi trebao prevladati signal nekog određenog operatera ako je cilj bio poboljšanje kvaliteta ćelijski signal samo jedan operater.

2. Priprema i presovanje kabla.

Na krajeve pripremljenog kabla treba da stavite konektore tipa N i stegnite ih (ili unapred pripremite kabl i zalemite konektor ako ne uključuje presovanje). Preporučujemo da zaštitite konektor termoskupljajućim materijalom ili trakom, jer može oksidirati tokom vremena, uzrokujući nepravilan rad i smetnje. Zatim povezujemo naš kabel sa vanjskom antenom i prelazimo na sljedeći korak.

3. Polaganje kablova.

Svi znaju da je prilikom polaganja kabla vrlo važno da udaljenost od repetitora do vanjske antene bude minimalna, jer će kod dugog kabela doći do velikih gubitaka signala (amplituda dolaznog signala treba biti maksimalna). Odabiremo mjesto za polaganje kabla, uzimajući u obzir sve preporuke, postavljamo ga i nastavljamo dalje instalacija repetitora(pojačivač mobilnog telefona).

4. Instalacija pojačivača ćelijskog signala.

Mjesto ugradnje repetitora bira se na osnovu minimalne dužine kabla i tako da se ne nalazi na vidljivom mjestu. To može biti ili potkrovlje, ako je privatna kuća, ili je repetitor skriven iznad stropa, ako je poslovna zgrada. Ali morate biti sigurni da je lokacija ugradnje u skladu s dozvoljenim klimatskim uvjetima u pasošu repetitora.

5. Povezivanje vanjske antene na pojačalo.

Na kućištu ćelijskog repetitora nalaze se dva konektora. Trebat će nam konektor koji je označen slovima BS - ovo je ulaz za pojačalo. Povezujemo naš kabel sa vanjske antene, pazeći da je konektor čvrsto i do kraja uvrnut.

6. Instalacija interne antene.

U zavisnosti od situacije i površine objekta, interne antene možda nekoliko.
Ako će se koristiti više antena, onda je potrebno ugraditi razdjelnik signala koji će dijeliti snagu za svaku antenu. Dalje, potrebno je presvući kabel sa konektorima, kao što je urađeno na početku, i spojiti ga na razdjelnik signala i na interne antene. Razdjelnik signala spojite na sličan način na drugi, slobodni izlaz pojačala. Ako je korišćena samo jedna interna antena, ona se povezuje direktno na repetitor.

Loš ćelijski prijem je vrlo čest problem. Mnogi se s njim susreću kako na vikendicama ili u seoskim kućama, tako iu vlastitom stanu u gradu ili selu. Slab signal telefonskog broja ili njegovo potpuno odsustvo prvenstveno se odnosi na udaljenost bazne stanice vašeg mobilnog operatera, gustinu izgrađenosti ili teren.

Ako ste suočeni s ovim problemom, a kvalitetan prijem vam je od vitalnog značaja, morate instalirati pojačalo mobilne komunikacije. Tačnije, potreban vam je sistem za pojačavanje mobilne komunikacije u kojem je takvo pojačalo jedan od uređaja. Općenito, opisani sistem se sastoji od sljedećih „linkova“: GSM repetitora, eksterne antene za prijem ćelijskog signala, razdjelnika napajanja, priključnog kabla i konektora potrebnih za povezivanje.

Naravno, biraj sličan sistem i, štoviše, instaliranje i ispravnu konfiguraciju može obaviti samo stručnjak. Međutim, kako biste mogli krenuti na "pravi put", pokušat ćemo malo razumjeti moderne pojačivače ćelijskog signala i koje je bolje odabrati.

Odabir pojačivača mobilnog signala

Prije nego što se odlučite i odaberete pravo GSM komunikacijsko pojačalo, trebali biste razumjeti glavne tehničke karakteristike ovih sistema:

• Cellular standardGSM uglavnom podijeljen u dva glavna opsega: GSM 900 i GSM 1800 MHz. Bazne stanice (ćelijski tornjevi) u opsegu od 900 MHz imaju veći domet, ali manje kanala (mogućnost razgovora sa više pretplatnika istovremeno) nego na 1800 MHz. Zbog toga se u regionu češće koriste bazne stanice od 900 MHz, a unutar grada na 1800 MHz. Stoga, za ljetnu rezidenciju ili seoska kuća Bolje je držati se GSM 900 standarda.
• Faktor pojačanja (GC) pojačala GSM signala je još jedan važan parametar za odabir sistema, jer direktno utiče na nivo obezbeđenog mrežnog prijema. Jednostavno rečeno, ako vaš mobilni telefon ima loš prijem u zatvorenom prostoru, ali je prijem na otvorenom gotovo na maksimalnom nivou, onda je pojačalo sa pojačanjem od 70-75 dB sasvim prikladno za vas. Ako je vaš ćelijski prijem nesiguran čak iu području u blizini vaše kuće, onda biste trebali izbliza pogledati sistem za ćelijsko pojačanje s koeficijentom od 75-90 dB. Bolje je uopće ne kupiti ćelijski repetitor sa pojačanjem manjim od 65 dB, jer... malo je vjerovatno da će se nositi sa zadatkom koji ste postavili.
• Izlazna snaga repetitora sistemi za pojačavanje mobilnih komunikacija. Ovaj parametar utiče na to koliko površine prostorije vaš sistem za pojačavanje GSM signala može da „pokrije” pouzdanim prijemom. Na primjer, pojačalo za celularnu mrežu snage 100 mW može pružiti pouzdan prijem na površini do 200 m2, a ćelijski repetitor snage 320 mW može se nositi sa prostorijom do 800 sq.m. Međutim, ne postoji direktna veza između snage repetitora i površine vaših prostorija, već samo koncept korelacije. Različiti faktori mogu uticati na to kako GSM repetitori pružaju pouzdan prijem u određenom dijelu prostorije. Na primjer, nivo ulaznog signala sa ćelijskog tornja, dužina kabla od vanjske antene do pojačala, kontrolne jedinice, kao i pravilna instalacija sve opreme u cjelini.

Trenutno, među repetitorima za seosku kuću, ured, vikendicu ili vikendicu, najpopularniji modeli su Picocell 900 SXL i Picocell 900 SXM.

• Picocell 900 SXL radi u opsegu GSM 900. Pojačanje ovog sistema je 80 dB, a izlazna snaga repetitora je 320 mW. Sistem za pojačavanje 900 SXL namijenjen je samo za unutarnju instalaciju.
• Picocell 900 SXM ima iste parametre kao i njegov mlađi brat Picocell 900SXL, međutim, ovaj sistem je opremljen kućištem otpornim na hladnoću i vlagu sa IP66 zaštitom. Ovaj uređaj je optimalan u slučajevima kada nije moguće položiti kabl u zatvorenom prostoru i celularno pojačalo GSM sa svojom cjelokupnom konstrukcijom mora biti instaliran na otvorenom.

Odabir kvalitetne vanjske antene

Za primanje signala sa bazne stanice vašeg mobilnog operatera potrebna je vanjska antena. Montira se na eterični jarbol postavljen na krovu zgrade. Treba imati na umu da je vanjska ćelijska antena stalno izložena raznim vanjskim faktorima (kiša, snijeg, vjetar itd.), pa pri odabiru njenog modela posebnu pažnju treba obratiti na pouzdanost i izdržljivost. Prilično dobra opcija je model AL-900-11, jer izrađen je od čvrstog metalnog lima obloženog emajl bojom, što će ga pouzdano zaštititi od oksidacije, korozije i uništenja.

Odabir odgovarajućih internih antena

Izbor ovih uređaja direktno je vezan za fazu izgradnje vaše kuće ili vikendice. Ako unutarnja dekoracija prostorije još nije izvršena, a još uvijek imate priliku instalirati internu ćelijsku antenu iza spuštenih stropova, onda je vrijedno kupiti mrežu antena s prilično malim dobitkom. Zahvaljujući ovom rješenju, imat ćete ujednačeno područje pokrivenosti ćelijskim signalom. Preferirana količina je odnos jedne antene na svakih 100 m2. području. Među ovim modelima antena, preporučio bih AP-800/2500-7/9ID. Ove antene podržavaju sve trenutno moderne komunikacione standarde: GSM900, DCS1800, pa čak i UMTS 2100 (3G).

Ako trebate osigurati kvalitetan mobilni signal unutar stambenog prostora, a pritom ne remetiti njegovu unutrašnjost, trebali biste bolje pogledati jednu antenu s velikim pojačanjem. Takve antene, ako je moguće, postavljaju se na nevidljiva mjesta. Zanimljivi modeli RAO-11GL-60 ili RAO-14GL-70, koji imaju pojačanje od 11 i 14 dB. Ovo prilično veliko pojačanje omogućava postizanje pokrivenosti mreže koja vam je potrebna pomoću jedne antene.

Odabir kablova i konektora za sistem

Svi uređaji sistema za pojačavanje GSM mreže su međusobno povezani koaksijalnim radiofrekventnim kablom sa karakterističnom impedancijom od 50 Ohma. Za vikendicu ili dachu najbolje su marke kablova u pogledu cijene i kvalitete 5D-FB ili 8D-FB. Razlika između njih je debljina centralnog jezgra, a samim tim i nivo zaostalog slabljenja tokom prolaska signala (5V-FB = 0,2 dB/m; 8V-FB = 0,13 dB/m na frekvenciji od 900 MHz ). Uzimajući u obzir činjenicu da se moderni standardi mobilne komunikacije sve više koriste frekvencijski opseg u gigahercima, vrijedi odabrati 8D-FB kabel, jer više obećava.

5D-FB kabl koristi N-111/5D konektore, a 8D-FB kabl koristi N-111/8D konektore.

Odabir razdjelnika napajanja mobilne mreže

Razdjelnik snage je dizajniran za grananje kablova na određeni broj internih antena. Najpouzdaniji i najrasprostranjeniji modeli su Picocoupler I DirectionalCoupler. Uređaji marke Picocoupler dizajnirani su da ravnomjerno distribuiraju ćelijski signal po prostoriji s različitim brojem izlaza za povezivanje antena. DirectionalCoupler modeli se koriste za neravnomjernu distribuciju mrežnog signala.

Kao rezultat toga, ako ste ispravno odabrali sve uređaje, kupili pojačalo ćelijskog signala, instalirali ga i konfigurirali, opći dijagram i princip rada vašeg sistema će izgledati ovako:

Imajte na umu da prilikom odabira sistema za pojačavanje mobilnog signala za ured, vikendicu ili seosku kuću morate uzeti u obzir specifikacije svih njegovih pojedinačnih uređaja. Istovremeno, izuzetno je važno odabrati kvalitetan GSM mrežni repetitor, osigurati njegov ispravan rad (kompatibilnost) sa drugim uređajima i ispuniti sve potrebne zahtjeve za osiguranje kvalitetne i neprekidne komunikacije GSM i UMTS (3G) ) mreže.

Usklađenost sa potrebnim standardima

Kada instalirate pojačalo za GSM ili 3G mobilne komunikacije, morate biti svjesni da njegova nekvalitetna instalacija ili konfiguracija može imati suprotan efekat, a vaš sistem će, kao rezultat, umjesto povećanja prijema signala sa BS-a, naprotiv , smanjite ga.

Štaviše, bilo koji od mobilnih operatera - MTS, Beeline, MegaFon i drugi - ima sve tehničke mogućnosti da otkrije prisustvo smetnji za kvalitetan prijem i distribuciju radio talasa sa svojih baznih stanica. Koristeći specijalnu mjernu opremu, inženjeri će odrediti lokaciju smetnje u obliku pogrešno instaliranog GSM pojačala.

Nakon toga, vlasnik takvog sistema će biti upozoren na potrebu ponovnog instaliranja, ispravljanja postavki ili potpune zamjene sve opreme. Ako se ovo upozorenje zanemari, mobilni operater ima pravo žalbe Radionadzor, koji ima sva ovlaštenja da nesavjesnog vlasnika pojačala GSM mobilne mreže privede administrativnoj odgovornosti.

Imajte na umu da svaki pojačivač ćelijskog signala, čak i ako je instaliran na najkompetentniji način, stvara smetnje koje ometaju signal bazne stanice. Međutim, postoje određeni standardi i ako ne prekoračite njihovu maksimalnu vrijednost, ne biste trebali imati problema. Međutim, za to je važno ne samo vješto instalirati sve elemente opreme, već i biti u mogućnosti da je pravilno konfigurirate.

Stoga, ako nemate potrebno znanje o postavljanju GSM repetitora i njihovom instaliranju, bolje je ne pokušavati vlastitim rukama napraviti pojačalo GSM signala, već koristiti usluge stručnjaka, kojih sada imamo više nego dovoljno.

Uvjeren prijem!