Predstavljen izračun ojačevalnega sistema celične komunikacije bo potrdil pravilen izbor opreme in namestitev ojačevalcev mobilnega signala.

Kot primer vzemimo najpreprostejši primer mobilnega sistema za ojačanje glasu.

Začetni podatki

Najprej moramo določiti začetne podatke:

1. Frekvenčno območje, v katerem sprejemamo signal
2. Raven signala na mestu, kjer bo ali je že nameščen zunanjo anteno. Za merjenje nivoja signala potrebujemo preprost telefon, in sicer servisno funkcijo Netmonitor.

Funkcije telefonskih storitev

O tem, katero kodo morate poklicati na svojem modelu telefona, si lahko preberete v članku »Storitvene funkcije telefonov«.

Za pametne telefone Android je še lažje. Veliko jih je zanje brezplačne aplikacije da bi izvedeli nivo vhodnega signala prejete postaje, pa tudi drugo koristne informacije, kot so koda omrežja (MNC), številka bazne postaje (BSIC), ID celice in drugo.

Imamo ga na razpolago pametni telefon samsung GT-S5250.

	Vtipkamo kodo *#9999*0# in takoj pridemo do storitve menija telefona.
	Večkrat zapored pritisnite “Nazaj”, dokler se telefon ne vrne v glavni meni.
	Izberite prvi element »Zaslon za odpravljanje napak«, vnesite »1« na navidezni tipkovnici, ki se prikaže.
	Nato vnesemo tudi "1" in s tem izberemo "Osnovne informacije o načinu".

In dobimo vse potrebne informacije in celo nepotrebne informacije. IN ta telefon Nameščena je SIM kartica Megafon.

• RPLMN: 250 -02
• 250 - koda države (250 - Rusija, 255 - Ukrajina, 257 - Belorusija);
• 02 - koda omrežja (01 - MTS, 02 - Megafon, 99 - Beeline, 20 - Tele2);
• GSM 900- standardno mobilne komunikacije, v katerem telefon trenutno deluje;
• BSIC: 19- šifra BS iz katere ta trenutek signal je prejet;
• BcchFrq: 102- številka kanala bazne postaje, na kateri trenutno poteka komunikacija; za več informacij o kanalih in njihovi porazdelitvi po operaterju preberite članek »Načelo delovanja celične komunikacije«. Dejansko kanal 102 v Sankt Peterburgu uporablja Megafon in je v pasu GSM 900;
• RSSI: -63- raven sprejetega signala v dBm;
• RxLev: 47- nivo istega signala, vendar v drugih konvencionalnih enotah, višja kot je njegova vrednost, boljši je signal.

Predpostavimo torej, da je bila raven signala izmerjena na mestu, kjer je bila nameščena zunanja antena, signal pa je treba ojačati v majhni kletni sobi s površino 40 m². Izvedli bomo izračun za smer DownLink (signal iz bazne postaje na mobilni telefon).

Izbrana oprema

Zunanja antena AL-900-11, usmerjena, tipa “wave channel” z ojačanjem Ku=11 dB	Repetitor PicoCell 900 SXB z ojačanjem Ku=60 dB in izhodno močjo do P=10 mW	AP-800/2700-7/9 ID interna panelna antena z ojačanjem v frekvenčnem območju 900 MHz - Ku=60 dB	s kratko dolžino močnega slabljenja signala ne bo uvedla

Shema ojačevalnega sistema mobilne komunikacije bo naslednja:

Metoda izračuna je naslednja:

1. S telefonom smo izmerili nivo signala na mestu prednameščene zunanje antene: -63 dBm. Dobiček antene je 11 dB, na izhodu antene imamo signal -63 + 11 = -52 dBm.
2. Vsak kabel ima svoje RF značilnosti. Na primer, za naš kabel 5D-FB se izgubi 19,7 dB na 100 metrih pri 900 MHz (glejte tehnične specifikacije). Višja kot je frekvenca signala, večja je izguba kabla. V skladu s tem se bo na 10 metrih izgubilo približno 2 dB. Tako na vhod repetitorja pride signal -52 -2 = -54 dB.
3. Ojačanje repetitorja gledamo v njegovih tehničnih značilnostih (v našem primeru ima 900SXB Ku = 60 dB). Na izhodu ojačevalnika dobimo: -54 +60 = +6 dBm.
4. V kablu od repetitorja do notranja antena na dolžini 5 metrov bo izguba približno 1 dB.
   Tako na vhod notranje antene pride signal +6 -1 = +5 dBm.
5. Ojačanje antene AP-800/2700-7/9 ID na frekvenci 900 MHz je Ku=7 dB. Tako bo antena oddajala signal z nivojem +5 +7= + 12 dBm.

Za pretvorbo ravni signala iz dBm v mW uporabimo formulo: P[mW] =10^(0,1* P[dBm]). V našem primeru: P[mW] =10^(0,1*12)=15,8 mW.

Da bi ocenili območje pokritosti in ne izvajali zapletenih matematičnih izračunov slabljenja signala v prostoru, je bilo na podlagi eksperimentalnih podatkov ugotovljeno, da če raven signala v mW pomnožimo s faktorjem 4 za območje 900 MHz (za 1800 MHz območje - s faktorjem 3), potem je mogoče dobiti približno območje pokritosti v m². Če obstajajo stene in predelne stene, je lahko površina bistveno manjša.

Sistemi samodejnega nadzora ojačanja (AGC) se pogosto uporabljajo v radijskih sprejemnikih za različne namene. Sistemi AGC so zasnovani za stabilizacijo ravni signala na izhodu ojačevalnikov radijskih sprejemnikov z velikim dinamičnim razponom sprememb vhodnega signala, ki v radarskih sprejemnikih doseže na primer 70-100 dB. S takšno spremembo nivoja vhodnega signala je v odsotnosti sistema AGC moteno normalno delovanje sprejemnih naprav, kar se kaže v preobremenitvi zadnjih stopenj sprejemnika. V avtomatskih sistemih radarskega sledenja cilju preobremenitev kaskade sprejemnika vodi do popačenja amplitudne modulacije, zmanjšanja ojačenja in odpovedi sledenja. V sistemih za stabilizacijo frekvence preobremenitvene kaskade povzročijo spremembo naklona diskriminacijske karakteristike, kar močno zmanjša kakovost delovanja sistema.

Glede na načelo konstrukcije so sistemi AGC razdeljeni na tri glavne vrste: z odprto zanko ali brez povratnih informacij (sl. 2.2, 2.3); zaprto, ali z povratne informacije(slika 2.4); kombinirano. Obstajajo eno- in več-zančni sistemi AGC z neprekinjenim in digitalnim prilagajanjem. AGC brez povratne zveze zagotavlja visoko konstantnost amplitude izhodnega signala, ko se vhodni signal spreminja v širokem razponu, vendar je nadzorovana vrednost odvisna od stabilnosti parametrov vezja AGC.

Inercialni sistem AGC z odprto zanko (slika 2.2) vključuje nastavljiv ojačevalnik (U), ojačevalnik sistema AGC (AGC), detektor AGC (DAGC) za doseganje krmilnega delovanja in nizkopasovni filter (LPF), ki odpravlja modulacijsko frekvenčno komponento, da prepreči demodulacijo radijskega signala AM.

riž. 2.2  Blokovna shema inercialne odprte zanke

AGC sistemi

Časovni sistem (slika 2.3) vsebuje napravo za generiranje krmilne napetosti (VAG), katere delovanje je časovno sinhronizirano z zunanjim impulzom.

riž. 2.3  Blok diagram odprtozančnega začasnega sistema AGC (a)

in časovni diagram, ki pojasnjuje načelo njegovega delovanja (b)

V praksi so najbolj razširjeni inercialni AGC sistemi s povratno zvezo (slika 2.5). Delimo jih na zvezne in impulzne sisteme. Vsi zgoraj navedeni sistemi so lahko z zakasnitvijo ali brez zakasnitve.

riž. 2.4 Strukturni diagrami zveznih sistemov AGC

s povratno zvezo (a) - neojačano s kombinirano detekcijo, (b) – neojačano z ločeno detekcijo

Načelo delovanja sistema AGC je naslednje. Vhodna napetost U v ( t) se napaja na vhod ojačevalnika z nastavljivim ojačanjem. Izhodna napetost iz ojačevalnika se dovaja na vhod detektorja, nato se zaznani signal sešteje z napetostjo zakasnitve U h. Skupna napetost U c se ojača z ojačevalnikom enosmernega toka (DCA) in se napaja v nizkopasovni filter (LPF), LPF ustvari krmilno napetost U y, spreminjanje ojačanja. Odvisnost ojačanja ojačevalnika od krmilne napetosti se imenuje krmilna karakteristika; lahko jo približamo z linearno odvisnostjo

, (2.0)

Kje k 0 – dobiček pri krmilni napetosti enaki nič;

 – naklon nastavitvene karakteristike.

riž. 2.5  Funkcionalni diagram izboljšanega sistema z zakasnitvijo

AGC s povratnimi informacijami

Učinek stabilizacije nivoja izhodne napetosti U ven( t) se doseže zaradi dejstva, da z naraščajočo stopnjo U ven( t) poveča se tudi krmilna napetost U y, pod vplivom katerega se v skladu z izrazom (2.1) ojačanje ojačevalnika zmanjša, kar vodi do zmanjšanja ravni vhodnega signala.

Da bi preprečili zmanjšanje ravni izhodnega signala pri majhnih vhodnih vplivih in zagotovili delovanje sistema AGC od določene ravni, se na sistem uporabi zakasnitvena napetost. U h. Posledično se bo krmilna napetost pojavila le, ko napetost na izhodu detektorja amplitude preseže napetost zakasnitve U h.

, Če
, (2.0)

, Če
,

Kje K d – prepustni koeficient detektorja.

Nizkoprepustni filter v povratnem vezju sistemov AGC je zasnovan za prenos krmilne napetosti s frekvencami sprememb ravni izhodne napetosti AGC. V tem primeru mora biti nizkopasovni filter inercialen glede na frekvence uporabne modulacije, sicer pride do demodulacije uporabnega signala.

Izhodna napetost sistema AGC

Enačbe (2.2)–(2.3) ustrezajo blokovnemu diagramu sistema AGC (slika 2.6). V tem diagramu je nelinearna povezava (NL) opisana z odvisnostjo

(2.0)

V ustaljenem stanju (pri konstantnem nivoju napetosti na vhodu sistema AGC) iz (2.2)–(2.4) sledi:

pri u d< u h;

pri u d  u z, (2,0)

Kje k upt – faktor ojačenja UPT.

riž. 2.6  Blokovna shema sistema AGC

s povratnimi informacijami

Enačba (2.5) določa krmilno karakteristiko sistema AGC s povratno zvezo.

riž. 2.7  Amplitudne značilnosti sistema AGC

Amplitudne značilnosti sistema AGC z zaprto zanko (slika 2.7.) so predstavljene za primere: 1 - brez sistema AGC, 2 - preprost AGC, 3 - AGC z zakasnitvijo, 4 - izboljšan in zakasnjen AGC.

1. Namestitev zunanje antene.

Prvi korak je namestitev zunanjo anteno. Antena se namesti s pritrdilnimi elementi (vrtljivi nosilec ali drog) na zunanjo steno objekta ali na streho, odvisno od lokacije.
Specialist določi smer, v katero bo usmerjena antena, saj dohodni signal iz različnih operaterjev komunikacija bi morala biti enaka oziroma bi moral prevladati signal katerega koli operaterja, če bi bil cilj izboljšati kakovost celični signal samo en operater.

2. Priprava in stiskanje kabla.

Na konce pripravljenega kabla morate namestiti konektorje tipa N in jih stisniti (ali pripraviti kabel vnaprej in spajkati konektor, če ne vključuje stiskanja). Priporočamo, da konektor zaščitite s termo skrčljivim ali lepilnim trakom, saj lahko sčasoma oksidira, kar povzroči nepravilno delovanje in motnje. Nato priključimo kabel na zunanjo anteno in nadaljujemo z naslednjim korakom.

3. Polaganje kablov.

Vsi vedo, da je pri polaganju kabla zelo pomembno, da je razdalja od repetitorja do zunanje antene minimalna, saj bo pri dolgem kablu prišlo do velikih izgub signala (amplituda dohodnega signala mora biti največja). Izberemo mesto za polaganje kabla ob upoštevanju vseh priporočil, ga položimo in nadaljujemo namestitev repetitorja(ojačevalnik mobilnih telefonov).

4. Namestitev ojačevalnika celičnega signala.

Mesto namestitve repetitorja je izbrano glede na minimalno dolžino kabla in tako, da ni na vidnem mestu. To je lahko podstrešje, če gre za zasebno hišo, ali pa je repetitor skrit nad stropom, če gre za poslovno stavbo. Vendar se morate prepričati, da lokacija namestitve ustreza dovoljenim podnebnim pogojem v potnem listu repetitorja.

5. Priključitev zunanje antene na ojačevalnik.

Na ohišju celičnega repetitorja sta dva priključka. Potrebovali bomo konektor, ki je označen s črkama BS - to je vhod ojačevalnika. Kabel priključimo na zunanjo anteno, pri tem pa pazimo, da je konektor dobro in do konca privit.

6. Namestitev notranje antene.

Glede na situacijo in površino objekta, notranje antene morda več.
Če bo uporabljenih več anten, je treba namestiti razdelilnik signala, ki bo razdelil moč za vsako anteno. Nato morate kabel stisniti s konektorji, kot je bilo storjeno na začetku, in ga priključiti na razdelilnik signala in na notranje antene. Razdelilnik signala na podoben način priključite na drugi, prosti izhod ojačevalnika. Če je bila uporabljena samo ena notranja antena, je priključena neposredno na repetitor.

Slab celični sprejem je zelo pogosta težava. Mnogi ljudje se z njim srečujejo tako v svojih poletnih kočah ali v podeželskih hišah kot v lastnem stanovanju v mestu ali vasi. Slab signal telefonske številke ali njena popolna odsotnost je povezana predvsem z oddaljenostjo bazne postaje vašega mobilnega operaterja, gostoto pozidave ali terenom.

Če se soočate s to težavo in je kakovosten sprejem za vas življenjska potreba, morate namestiti ojačevalnik mobilne komunikacije. Natančneje, potrebujete ojačevalni sistem celične komunikacije, v katerem je takšen ojačevalnik ena od naprav. V splošnem opisani sistem sestavljajo naslednje »povezave«: GSM repetitor, zunanja antena za sprejem mobilnega signala, delilniki moči, povezovalni kabel in konektorji, potrebni za povezavo.

Seveda, izberite podoben sistem in še več, namestitev in pravilno konfiguracijo lahko opravi le strokovnjak. Vendar, da boste lahko stopili na "pravo pot", bomo poskušali razumeti nekaj o sodobnih ojačevalcih mobilnega signala in katere je bolje izbrati.

Izbira ojačevalnika mobilnega signala

Preden se odločite in izberete pravi GSM komunikacijski ojačevalnik, se morate seznaniti z glavnimi tehničnimi lastnostmi teh sistemov:

• Celični standardGSM večinoma razdeljen na dva glavna pasova: GSM 900 in GSM 1800 MHz. Bazne postaje (celični stolpi) v območju 900 MHz imajo večji domet, a manj kanalov (možnost pogovora z več naročniki hkrati) kot pri 1800 MHz. Zato se v regiji pogosteje uporabljajo bazne postaje 900 MHz, v mestu pa bazne postaje 1800 MHz. Zato za poletno rezidenco oz Podeželska hiša Bolje je, da se držite standarda GSM 900.
• Faktor ojačanja (GC) ojačevalnika signala GSM je še en pomemben parameter za izbiro sistema, ker neposredno vpliva na raven sprejema omrežja. Preprosto povedano, če ima vaš mobilni telefon slab sprejem v zaprtih prostorih, na prostem pa je skoraj na najvišji ravni, potem je ojačevalnik z ojačanjem 70-75 dB povsem primeren za vas. Če je vaš celični sprejem negotov tudi v bližini vaše hiše, potem si morate podrobneje ogledati celični ojačevalni sistem s koeficientom 75-90 dB. Bolje je, da sploh ne kupite celičnega repetitorja z ojačanjem, manjšim od 65 dB, ker ... verjetno se ne bo spopadel z nalogo, ki ste jo zastavili.
• Izhodna moč repetitorja mobilni komunikacijski ojačevalni sistemi. Ta parameter vpliva na to, koliko prostora lahko vaš sistem za ojačanje signala GSM "pokrije" z zanesljivim sprejemom. Na primer, ojačevalnik mobilnega omrežja z močjo 100 mW lahko zagotovi zanesljiv sprejem na območju do 200 kvadratnih metrov, celični repetitor z močjo 320 mW pa lahko prenese prostor do 800 m2 Vendar pa ni neposredne povezave med močjo repetitorja in površino vaših prostorov, ampak samo koncept korelacije. Različni dejavniki lahko vplivajo na to, kako repetitorji GSM zagotavljajo zanesljiv sprejem v določenem delu sobe. Na primer raven vhodnega signala iz celičnega stolpa, dolžina kabla od zunanje antene do ojačevalnika, krmilna enota, pa tudi pravilna namestitev celotne opreme kot celote.

Trenutno sta med repetitorji za podeželsko hišo, pisarno, kočo ali kočo najbolj priljubljena modela Picocell 900 SXL in Picocell 900 SXM.

• Picocell 900 SXL deluje v pasu GSM 900. Ojačanje tega sistema je 80 dB, izhodna moč repetitorja pa 320 mW. Ojačevalni sistem 900 SXL je namenjen samo za notranjo namestitev.
• Picocell 900 SXM ima enake parametre kot njegov mlajši brat Picocell 900SXL, vendar je ta sistem opremljen z ohišjem, odpornim na mraz in vlago, z zaščitno stopnjo IP66. Ta naprava je optimalna v primerih, ko ni mogoče položiti kabla v zaprtih prostorih in celični ojačevalnik GSM s celotno konstrukcijo mora biti nameščen na prostem.

Izbira kvalitetne zunanje antene

Zunanja antena je potrebna za sprejem signala iz bazne postaje vašega mobilnega operaterja. Nameščen je na eterični jambor, nameščen na strehi zgradbe. Upoštevati je treba, da je zunanja celična antena nenehno izpostavljena različnim zunanjim dejavnikom (dež, sneg, veter itd.), Zato je treba pri izbiri njenega modela posebno pozornost nameniti zanesljivosti in trajnosti. Dokaj dobra možnost je model AL-900-11, Ker izdelan je iz trdne kovinske pločevine, prevlečene z emajlirano barvo, ki jo bo zanesljivo zaščitila pred oksidacijo, korozijo in uničenjem.

Izbira ustreznih notranjih anten

Izbira teh naprav je neposredno povezana s stopnjo gradnje vaše hiše ali koče. Če notranja dekoracija prostora še ni bila izvedena in imate še vedno možnost namestitve notranje celične antene za spuščene strope, potem je vredno kupiti mrežo anten s precej nizkim ojačanjem. Zahvaljujoč tej rešitvi boste imeli enotno območje pokritosti mobilnega signala. Zaželena količina je razmerje ena antena na vsakih 100 m². območje. Med temi modeli anten bi rad priporočil AP-800/2500-7/9ID. Te antene podpirajo vse trenutno sodobne komunikacijske standarde: GSM900, DCS1800 in celo UMTS 2100 (3G).

Če želite v bivalnem prostoru zagotoviti visokokakovosten mobilni signal in hkrati ne motiti njegove notranjosti, si morate podrobneje ogledati eno anteno z visokim ojačanjem. Takšne antene, če je mogoče, so nameščene na nevidnih mestih. Zanimivi modeli RAO-11GL-60 oz RAO-14GL-70, ki imata ojačanje 11 in 14 dB. Ta dokaj visok dobiček omogoča doseganje potrebne pokritosti omrežja z eno anteno.

Izbira kablov in konektorjev za sistem

Vse naprave za ojačevalni sistem GSM omrežja sta med seboj povezana s koaksialnim radiofrekvenčnim kablom z karakteristično impedanco 50 Ohmov. Za kočo ali dacho so najboljše blagovne znamke kablov glede na ceno in kakovost 5D-FB oz 8D-FB. Razlika med njima je debelina osrednjega jedra in s tem stopnja preostalega slabljenja med prehodom signala (5V-FB = 0,2 dB/m; 8V-FB = 0,13 dB/m pri frekvenci 900 MHz ). Upoštevajoč dejstvo, da se sodobni standardi mobilne komunikacije vse bolj uporabljajo Frekvenčni razpon v gigahercih se splača izbrati kabel 8D-FB, ker je bolj obetavno.

Kabel 5D-FB uporablja priključke N-111/5D, kabel 8D-FB pa priključke N-111/8D.

Izbira delilnikov moči mobilnega omrežja

Delilnik moči je zasnovan za razvejanje kablov v določeno število notranjih anten. Najbolj zanesljivi in ​​razširjeni modeli so Picocoupler in DirectionalCoupler. Naprave znamke Picocoupler so zasnovane tako, da enakomerno porazdelijo celični signal po prostoru z različnim številom izhodov za povezovanje anten. Modeli DirectionalCoupler se uporabljajo za neenakomerno porazdelitev omrežnega signala.

Posledično, če ste pravilno izbrali vse naprave, kupili ojačevalnik mobilnega signala, ga namestili in konfigurirali, bo splošen diagram in načelo delovanja vašega sistema videti takole:

Ne pozabite, da morate pri izbiri sistema za ojačevanje mobilnega signala za pisarno, kočo ali podeželsko hišo upoštevati specifikacije vse svoje posamezne naprave. Ob tem je izjemnega pomena, da izberete kakovosten repetitor GSM omrežja, zagotovite njegovo pravilno delovanje (združljivost) z drugimi napravami in izpolnite vse potrebne zahteve za zagotavljanje kakovostne in nemotene komunikacije GSM in UMTS (3G). ) omrežja.

Skladnost z zahtevanimi standardi

Pri vgradnji ojačevalnika mobilnih komunikacij GSM ali 3G se morate zavedati, da ima lahko njegova nekvalitetna namestitev ali konfiguracija ravno nasprotni učinek, vaš sistem pa bo posledično, namesto da bi povečal sprejem signala iz BS, ravno nasprotno , zmanjšajte.

Poleg tega ima kateri koli od mobilnih operaterjev - MTS, Beeline, MegaFon in drugi - vse tehnične zmogljivosti za zaznavanje prisotnosti motenj za kakovosten sprejem in distribucijo radijskih valov iz svojih baznih postaj. Inženirji bodo s posebno merilno opremo določili lokacijo motnje v obliki nepravilno nameščenega GSM ojačevalnika.

Po tem bo lastnik takšnega sistema opozorjen na potrebo po ponovni namestitvi, popravku nastavitev ali popolni zamenjavi celotne opreme. Če se to opozorilo ne upošteva, mobilni operater ima pravico vložiti pritožbo Radionadzor, ki ima vsa pooblastila, da brezvestnega lastnika ojačevalnika mobilnega omrežja GSM privede do upravne odgovornosti.

Upoštevajte, da vsak ojačevalnik mobilnega signala, tudi če je nameščen na najbolj kompetenten način, ustvarja motnje, ki motijo ​​signal bazne postaje. Vendar pa obstajajo določeni standardi in če ne presežete njihove največje vrednosti, ne bi smeli imeti težav. Vendar pa je za to pomembno ne le spretno namestiti vse elemente opreme, ampak tudi, da jo lahko pravilno konfigurirate.

Zato, če nimate potrebnega znanja o nastavitvi GSM repetitorjev in njihovi namestitvi, je bolje, da ne poskušate izdelati ojačevalnika GSM signala z lastnimi rokami, ampak uporabite storitve strokovnjakov, od katerih je zdaj več kot dovolj.

Samozavesten sprejem!