Prikazan proračun sustava pojačanja mobilne komunikacije potvrdit će točan odabir opreme i ugradnju pojačivača mobilnog signala.

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

Početni podaci

Prvo moramo odrediti početne podatke:

1. Frekvencijski raspon u kojem primamo signal
2. Razina signala na mjestu gdje će biti ili je već instaliran vanjska antena. Za mjerenje razine signala potreban nam je jednostavan telefon, odnosno servisna funkcija Netmonitor.

Funkcije telefonskih usluga

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

Još je lakše za Android pametne telefone. Za njih ima mnogo besplatne aplikacije kako bi saznali razinu ulaznog signala primljene postaje, kao i drugo korisna informacija, kao što je mrežni kod (MNC), broj bazne stanice (BSIC), ID ćelije i više.

Imamo ga na raspolaganju samsung pametni telefon GT-S5250.

	Biramo kod *#9999*0# i odmah dolazimo do usluge izbornika telefona.
	Pritisnite “Natrag” nekoliko puta zaredom dok se telefon ne vrati na glavni izbornik.
	Odaberite prvu stavku "Debug Screen", unesite "1" na virtualnoj tipkovnici koja se pojavi.
	Zatim također unosimo "1", odabirući "Informacije o osnovnom načinu rada".

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

• RPLMN: 250 -02
• 250 - pozivni broj zemlje (250 - Rusija, 255 - Ukrajina, 257 - Bjelorusija);
• 02 - mrežni kod (01 - MTS, 02 - Megafon, 99 - Beeline, 20 - Tele2);
• GSM 900- standardno mobilne komunikacije, u kojem telefon trenutno radi;
• BSIC: 19- šifra BS iz koje ovaj trenutak 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 „Načelo rada mobilne komunikacije“. Doista, kanal 102 u Sankt Peterburgu koristi Megafon i nalazi se u pojasu GSM 900;
• RSSI: -63- razina primljenog signala u dBm;
• RxLev: 47- razina istog signala, ali u drugim konvencionalnim jedinicama, što je njegova vrijednost veća, to je signal bolji.

Dakle, pretpostavimo da je razina signala izmjerena na mjestu gdje je postavljena vanjska antena, a signal je potrebno pojačati u maloj podrumskoj prostoriji površine 40 m². Provest ćemo izračun za smjer DownLink (signal iz bazna stanica na mobilni telefon).

Odabrana oprema

AL-900-11 eksterna antena, usmjerena, tipa “valni kanal”, pojačanja Ku=11 dB	PicoCell 900 SXB repetitor s pojačanjem Ku=60 dB i izlaznom snagom do P=10 mW	AP-800/2700-7/9 ID unutarnja panelna antena s pojačanjem u frekvencijskom području 900 MHz - Ku=60 dB	s kratkom duljinom jakog slabljenja signala neće uvesti

Shema sustava pojačanja mobilne komunikacije bit će sljedeća:

Metoda izračuna je sljedeća:

1. Izmjerili smo razinu signala s telefonom na mjestu gdje je predinstalirana vanjska antena: -63 dBm. Dobitak antene je 11 dB, odnosno na izlazu antene imamo signal od -63 + 11 = -52 dBm.
2. Svaki kabel ima vlastite RF karakteristike. Na primjer, za naš 5D-FB kabel gubi se 19,7 dB na 100 metara na 900 MHz (vidi tehničke specifikacije). Što je viša frekvencija signala, to je veći gubitak kabela. U skladu s tim, na 10 metara će se izgubiti oko 2 dB. Dakle, na ulaz repetitora stiže signal od -52 -2 = -54 dB.
3. Dobitak repetitora promatramo u njegovim tehničkim karakteristikama (u našem slučaju 900SXB ima Ku = 60 dB). Dobivamo na izlazu pojačala: -54 +60 = +6 dBm.
4. U kabelu od repetitora do unutarnja antena na duljini od 5 metara gubitak će biti približno 1 dB.
   Dakle, signal +6 -1 = +5 dBm stiže na ulaz interne antene.
5. Dobitak antene AP-800/2700-7/9 ID na frekvenciji 900 MHz je Ku=7 dB. Dakle, antena će emitirati signal s razinom od +5 +7= + 12 dBm.

Kako bismo pretvorili razinu signala iz dBm u mW, koristimo se formulom: P[mW] =10^(0,1* P[dBm]). U našem slučaju: P[mW] =10^(0,1*12)=15,8 mW.

Kako bi se procijenilo područje pokrivanja, a ne provodili složeni matematički proračuni slabljenja signala u prostoru, na temelju eksperimentalnih podataka utvrđeno je da ako se razina signala u mW pomnoži faktorom 4 za područje od 900 MHz (za 1800 MHz raspon - faktorom 3), tada je moguće dobiti približno područje pokrivenosti u m². Ako postoje zidovi i pregrade, površina može biti znatno manja.

Sustavi automatske kontrole pojačanja (AGC) naširoko se koriste u radijskim prijamnicima u različite svrhe. AGC sustavi dizajnirani su za stabilizaciju razine signala na izlazu pojačala radio prijemnika s velikim dinamičkim rasponom promjena ulaznog signala, koji u radarskim prijemnicima doseže, na primjer, 70-100 dB. S takvom promjenom razine ulaznog signala, u nedostatku AGC sustava, normalan rad prijemnih uređaja je poremećen, što se očituje u preopterećenju zadnjih stupnjeva prijemnika. U automatskim radarskim sustavima praćenja ciljeva, preopterećenje kaskada prijemnika dovodi do izobličenja amplitudne modulacije, smanjenja pojačanja i neuspjeha praćenja. U sustavima stabilizacije frekvencije kaskadno preopterećenje uzrokuje promjenu nagiba diskriminacijske karakteristike, što naglo smanjuje kvalitetu rada sustava.

Prema principu konstrukcije, AGC sustavi su podijeljeni u tri glavne vrste: otvorena petlja ili bez povratne sprege (sl. 2.2, 2.3); zatvoreno, ili sa Povratne informacije(Slika 2.4); kombinirani. Postoje AGC sustavi s jednom i više petlji s kontinuiranim i digitalnim podešavanjem. AGC bez povratne veze osigurava visoku konstantnost amplitude izlaznog signala kada se ulazni signal mijenja u širokom rasponu, međutim, kontrolirana vrijednost ovisi o stabilnosti parametara AGC kruga.

Inercijalni AGC sustav otvorene petlje (Sl. 2.2) uključuje podesivo pojačalo (U), pojačalo AGC sustava (AGC), AGC detektor (DAGC) za postizanje kontrolnog djelovanja i niskopropusni filtar (LPF), koji eliminira komponentu frekvencije modulacije kako bi se izbjegla demodulacija AM radio signala.

Riža. 2.2  Blok dijagram inercijalne otvorene petlje

AGC sustavi

Sustav za mjerenje vremena (slika 2.3) sadrži uređaj za generiranje upravljačkog napona (VAG), čiji se rad vremenski sinkronizira vanjskim impulsom.

Riža. 2.3  Blok dijagram privremenog AGC sustava otvorene petlje (a)

i vremenski dijagram koji objašnjava princip njegovog rada (b)

U praksi su najrašireniji inercijski AGC sustavi s povratnom spregom (slika 2.5). Dijele se na kontinuirane i impulsne sustave. Svi gore navedeni sustavi mogu biti s odgodom ili bez odgode.

Riža. 2.4 Strukturni dijagrami kontinuiranih AGC sustava

s povratnom spregom (a) - ne pojačano s kombiniranom detekcijom, (b) – ne pojačano s odvojenom detekcijom

Princip rada AGC sustava je sljedeći. Ulazni napon U u( t) dovodi se na ulaz pojačala s podesivim pojačanjem. Izlazni napon iz pojačala dovodi se na ulaz detektora, zatim se detektirani signal zbraja s naponom kašnjenja U h. Ukupni napon U c se pojačava pojačalom istosmjerne struje (DCA) i dovodi do niskopropusnog filtra (LPF), LPF stvara upravljački napon U y, mijenjanje pojačanja. Ovisnost pojačanja pojačala o upravljačkom naponu naziva se upravljačka karakteristika; može se aproksimirati linearnom ovisnošću

, (2.0)

Gdje k 0 – pojačanje pri upravljačkom naponu jednakom nuli;

 – nagib karakteristike podešavanja.

Riža. 2.5  Funkcionalni dijagram poboljšanog sustava s kašnjenjem

AGC s povratnom spregom

Učinak stabilizacije razine izlaznog napona U van ( t) postiže se zahvaljujući činjenici da s povećanjem razine U van ( t) povećava se i upravljački napon U y, pod čijim utjecajem, u skladu s izrazom (2.1), pojačanje pojačala opada, što dovodi do smanjenja razine ulaznog signala.

Kako bi se spriječilo smanjenje razine izlaznog signala pri malim ulaznim utjecajima i osigurao rad AGC sustava od određene razine, na sustav se primjenjuje napon kašnjenja U h. Kao rezultat toga, kontrolni napon će se pojaviti samo kada napon na izlazu detektora amplitude premaši napon kašnjenja U h.

, Ako
, (2.0)

, Ako
,

Gdje K d – koeficijent transmisije detektora.

Niskopropusni filtar u povratnom krugu AGC sustava dizajniran je za prijenos upravljačkog napona s frekvencijama promjena razine AGC izlaznog napona. U tom slučaju niskopropusni filtar mora biti inercijalan u odnosu na frekvencije korisne modulacije, inače će doći do demodulacije korisnog signala.

Izlazni napon AGC sustava

Jednadžbe (2.2)–(2.3) odgovaraju blok dijagramu AGC sustava (slika 2.6). U ovom dijagramu nelinearna veza (NL) opisana je ovisnošću

(2.0)

U stacionarnom stanju (pri konstantnoj razini napona na ulazu AGC sustava), iz (2.2)–(2.4) slijedi:

na u d< u h;

na u d  u z, (2,0)

Gdje k upt – faktor pojačanja UPT-a.

Riža. 2.6  Blok dijagram AGC sustava

s povratnom informacijom

Jednadžba (2.5) određuje upravljačku karakteristiku AGC sustava s povratnom spregom.

Riža. 2.7  Amplitudne karakteristike AGC sustava

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

1. Ugradnja vanjske antene.

Prvi korak je instalacija vanjska antena. Antena se postavlja pomoću pričvrsnih elemenata (okretni nosač ili stup) na vanjski zid zgrade ili na krov, ovisno o mjestu.
Stručnjak određuje smjer u kojem će antena biti usmjerena, budući da dolazni signal iz različitih operatera komunikacija bi trebala biti ista ili bi trebao prevladati signal nekog pojedinog operatera ako je cilj poboljšati kvalitetu stanični signal samo jedan operater.

2. Priprema i presovanje kabela.

Na krajeve pripremljenog kabela potrebno je staviti konektore tipa N i stegnuti ih (ili unaprijed pripremiti kabel i zalemiti konektor ako ne uključuje krimpovanje). Preporučujemo da konektor zaštitite termoskupljajućom trakom, jer može oksidirati tijekom vremena, uzrokujući nepravilan rad i smetnje. Zatim spajamo kabel na vanjsku antenu i prelazimo na sljedeći korak.

3. Polaganje kabela.

Svi znaju da je prilikom polaganja kabela vrlo važno da udaljenost od repetitora do vanjske antene bude minimalna, jer će s dugim kabelom doći do velikih gubitaka signala (amplituda dolaznog signala treba biti maksimalna). Odaberemo mjesto za polaganje kabela, uzimajući u obzir sve preporuke, položimo ga i nastavimo ugradnja repetitora(pojačivač mobitela).

4. Ugradnja pojačivača mobilnog signala.

Mjesto postavljanja repetitora bira se na temelju minimalne duljine kabela i tako da se ne nalazi na vidljivom mjestu. To može biti potkrovlje, ako je privatna kuća, ili repetitor skriven iznad stropa, ako je poslovna zgrada. Ali morate biti sigurni da je mjesto instalacije u skladu s dopuštenim klimatskim uvjetima u putovnici repetitora.

5. Spajanje vanjske antene na pojačalo.

Postoje dva konektora na tijelu mobilnog repetitora. Trebat će nam konektor, koji je označen slovima BS - ovo je ulaz pojačala. Spojimo naš kabel s vanjske antene, pazeći da je konektor čvrsto i do kraja zavrnut.

6. Ugradnja unutarnje antene.

Ovisno o situaciji i površini objekta, unutarnje antene možda nekoliko.
Ako će se koristiti više antena, tada je potrebno ugraditi razdjelnik signala koji će dijeliti snagu za svaku antenu. Zatim morate spojiti kabel s konektorima, kao što je učinjeno na početku, te ga spojiti na razdjelnik signala i na unutarnje antene. Razdjelnik signala spojite na sličan način na drugi, slobodni izlaz pojačala. Ako je korištena samo jedna unutarnja antena, ona se spaja izravno na repetitor.

Loš mobilni prijem vrlo je čest problem. Mnogi se ljudi susreću s njim kako u svojim ljetnim vikendicama ili u seoskim kućama, tako iu vlastitom stanu u gradu ili selu. Slab signal telefonskog broja ili njegov potpuni nedostatak prvenstveno je vezan uz udaljenost bazne stanice vašeg mobilnog operatera, gustoću izgrađenosti ili teren.

Ako ste suočeni s ovim problemom i visokokvalitetni prijem vam je vitalna potreba, trebate instalirati pojačalo mobilne komunikacije. Točnije, potreban vam je sustav pojačanja mobilne komunikacije u kojem je takvo pojačalo jedan od uređaja. Općenito, opisani sustav sastoji se od sljedećih “veza”: GSM repetitora, vanjske antene za prijem mobilnog signala, razdjelnika snage, spojnog kabela i konektora potrebnih za povezivanje.

Naravno, birajte sličan sustav i, štoviše, instalirati ga i pravilno konfigurirati može samo stručnjak. Međutim, kako biste mogli izaći na "pravi put", pokušat ćemo razumjeti nešto o modernim pojačivačima mobilnog 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 sustava:

• Stanični standardGSM uglavnom podijeljen u dva glavna pojasa: GSM 900 i GSM 1800 MHz. Bazne stanice (ćelijski tornjevi) u rasponu od 900 MHz imaju veći domet, ali manje kanala (mogućnost razgovora s nekoliko pretplatnika istovremeno) nego na 1800 MHz. Stoga se bazne stanice od 900 MHz češće koriste u regiji, a bazne stanice od 1800 MHz unutar grada. Stoga, za ljetnu rezidenciju ili seoska kuća Bolje je držati se standarda GSM 900.
• Faktor pojačanja (GC) pojačala GSM signala je još jedan važan parametar za odabir sustava, jer izravno utječe na razinu mrežnog prijema. Jednostavno rečeno, ako vaš mobilni telefon ima loš prijem u zatvorenom prostoru, ali je prijem na otvorenom gotovo na maksimalnoj razini, tada vam je sasvim prikladno pojačalo s pojačanjem od 70-75 dB. Ako je vaš mobilni prijem nesiguran čak iu području u blizini vaše kuće, trebali biste bolje pogledati sustav mobilnog pojačanja s koeficijentom od 75-90 dB. Bolje je uopće ne kupovati mobilni repetitor s dobitkom manjim od 65 dB, jer... malo je vjerojatno da će se nositi sa zadatkom koji ste postavili.
• Izlazna snaga repetitora sustavi pojačanja mobilne komunikacije. Ovaj parametar utječe na to koliko područje prostorije vaš sustav pojačanja GSM signala može "pokriti" pouzdanim prijemom. Na primjer, pojačalo mobilne mreže snage 100 mW može osigurati pouzdan prijem na području do 200 m², a repetitor mobilne mreže snage 320 mW može se nositi s prostorijom do 800 m2 Međutim, ne postoji izravna veza između snage repetitora i površine vašeg prostora, već samo koncept korelacije. Različiti čimbenici mogu utjecati na to kako GSM repetitori pružaju pouzdan prijem u određenom dijelu prostorije. Na primjer, razina ulaznog signala iz mobilnog tornja, duljina kabela od vanjske antene do pojačala, upravljačka jedinica, kao i pravilna instalacija cijele opreme u cjelini.

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

• Picocell 900 SXL radi u pojasu GSM 900. Dobitak ovog sustava je 80 dB, a izlazna snaga repetitora je 320 mW. Sustav pojačala 900 SXL namijenjen je samo za unutarnju instalaciju.
• Picocell 900 SXM ima iste parametre kao i njegov mlađi brat Picocell 900SXL, međutim, ovaj sustav je opremljen kućištem otpornim na hladnoću i vlagu sa stupnjem zaštite IP66. Ovaj uređaj je optimalan u slučajevima kada nije moguće postaviti kabel u zatvorenom prostoru i stanično pojačalo GSM sa svojom cjelokupnom strukturom mora biti instaliran na otvorenom.

Odabir kvalitetne vanjske antene

Za primanje signala s bazne stanice vašeg mobilnog operatera potrebna je vanjska antena. Postavljen je na eterični jarbol postavljen na krovu zgrade. Treba imati na umu da je vanjska stanična antena stalno izložena različitim vanjskim čimbenicima (kiša, snijeg, vjetar itd.), Pa pri odabiru njezinog modela posebnu pozornost treba obratiti na pouzdanost i trajnost. Prilično dobra opcija je model AL-900-11, jer izrađen je od čvrstog metalnog lima obloženog emajliranom bojom, koja će ga pouzdano zaštititi od oksidacije, korozije i uništenja.

Odabir prikladnih internih antena

Izbor ovih uređaja izravno je povezan s fazom izgradnje vaše kuće ili vikendice. Ako unutarnje uređenje prostorije još nije provedeno i još uvijek imate priliku instalirati unutarnju staničnu antenu iza spuštenih stropova, onda je vrijedno kupiti mrežu antena s prilično niskim dobitkom. Zahvaljujući ovom rješenju, imat ćete ravnomjerno područje pokrivenosti mobilnim signalom. Preferirana količina je omjer jedne antene na svakih 100 m2. područje. Među ovim modelima antena, želio bih preporučiti AP-800/2500-7/9ID. Ove antene podržavaju sve trenutno moderne komunikacijske standarde: GSM900, DCS1800 pa čak i UMTS 2100 (3G).

Ako želite osigurati kvalitetan mobilni signal unutar stambenog prostora, a da pritom ne ometate njegovu unutrašnjost, trebali biste malo bolje pogledati jednu antenu s visokim pojačanjem. Takve antene, ako je moguće, postavljaju se na nevidljiva mjesta. Zanimljivi modeli RAO-11GL-60 ili RAO-14GL-70, koji imaju dobitak od 11 i 14 dB. Ovaj prilično veliki dobitak omogućuje postizanje mrežne pokrivenosti koja vam je potrebna korištenjem jedne antene.

Odabir kabela i konektora za sustav

Svi uređaji sustava pojačanja GSM mreže međusobno su povezani koaksijalnim radiofrekvencijskim kabelom karakteristične impedancije od 50 Ohma. Za vikendicu ili vikendicu najbolje su marke kabela u odnosu na cijenu i kvalitetu 5D-FB ili 8D-FB. Razlika između njih je debljina središnje jezgre i, prema tome, razina zaostalog prigušenja tijekom 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 Raspon frekvencija u gigahercima, vrijedi odabrati 8D-FB kabel, jer više obećava.

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

Odabir razdjelnika snage mobilne mreže

Razdjelnik snage dizajniran je za grananje kabela u određeni broj unutarnjih antena. Najpouzdaniji i najrašireniji modeli su Pikospojnik I DirectionalCoupler. Uređaji marke Picocoupler dizajnirani su za ravnomjernu distribuciju mobilnog signala kroz prostoriju s različitim brojem izlaza za povezivanje antena. DirectionalCoupler modeli koriste se za neravnomjernu distribuciju mrežnog signala.

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

Imajte na umu da pri odabiru sustava za pojačanje mobilnog signala za ured, vikendicu ili seosku kuću morate uzeti u obzir tehnički podaci sve svoje pojedinačne uređaje. Pritom je iznimno važno odabrati kvalitetan GSM mrežni repetitor, osigurati njegov ispravan rad (kompatibilnost) s drugim uređajima te ispuniti sve potrebne uvjete za osiguranje kvalitetne i nesmetane komunikacije GSM i UMTS (3G ) mreže.

Usklađenost sa potrebnim standardima

Prilikom ugradnje GSM ili 3G pojačivača za mobilnu komunikaciju, morate imati na umu da njegova nekvalitetna instalacija ili konfiguracija može imati suprotan učinak, pa će vaš sustav, kao rezultat toga, umjesto pojačanog prijema signala s BS-a, naprotiv , smanjite.

Štoviše, bilo koji od mobilnih operatera - MTS, Beeline, MegaFon i drugi - imaju sve tehničke mogućnosti za otkrivanje prisutnosti smetnji za kvalitetan prijem i distribuciju radiovalova sa svojih baznih stanica. Pomoću posebne mjerne opreme inženjeri će utvrditi mjesto smetnje u vidu neispravno instaliranog GSM pojačala.

Nakon toga, vlasnik takvog sustava bit će upozoren na potrebu ponovne instalacije, ispravljanja postavki ili potpune zamjene cijele opreme. Ako se ovo upozorenje zanemari, mobilni operater ima pravo podnijeti žalbu Radionadzoru, koji ima sve ovlasti dovesti nesavjesnog vlasnika pojačala GSM mobilne mreže na administrativnu odgovornost.

Imajte na umu da svaki pojačivač mobilnog signala, čak i ako je instaliran na najkompetentniji način, stvara smetnje koje ometaju signal bazne stanice. Ipak, 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 to ispravno konfigurirati.

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

Samouvjeren prijem!