Presenterad beräkning av förstärkningssystemet cellulär kommunikation kommer att bekräfta korrekt val av utrustning och installation av cellulära signalförstärkare.

Som ett exempel, låt oss ta det enklaste fallet med ett mobilt röstförstärkningssystem.

Inledande data

Först måste vi bestämma de ursprungliga uppgifterna:

1. Frekvensområde där vi tar emot signalen
2. Signalnivå på den plats där den kommer att vara eller redan har installerats extern antenn. För att mäta signalnivån behöver vi en enkel telefon, nämligen tjänsten Netmonitor.

Telefontjänstfunktioner

Du kan läsa om vilken kod du behöver för att slå på din telefonmodell i artikeln "Telefonernas servicefunktioner".

Det är ännu enklare för Android-smarttelefoner. Det finns många för dem gratis applikationer för att ta reda på insignalnivån för den mottagna stationen, såväl som andra användbar information, såsom nätverkskod (MNC), basstationsnummer (BSIC), cell-ID och mer.

Vi har det till vårt förfogande samsung smartphone GT-S5250.

	Vi slår koden *#9999*0# och kommer omedelbart till telefonmenyn.
	Tryck på "Tillbaka" flera gånger i rad tills telefonen återgår till huvudmenyn.
	Välj det första objektet "Debug Screen", ange "1" på det virtuella tangentbordet som visas.
	Därefter anger vi också "1" och väljer därigenom "Basic Mode Information".

Och vi får all nödvändig information och till och med onödig information. I den här telefonen Ett Megafon SIM-kort installerades.

• RPLMN: 250 -02
• 250 - landskod (250 - Ryssland, 255 - Ukraina, 257 - Vitryssland);
• 02 - nätverkskod (01 - MTS, 02 - Megafon, 99 - Beeline, 20 - Tele2);
• GSM 900- standard mobil kommunikation, där telefonen för närvarande fungerar;
• BSIC: 19- Koden för den BS från vilken det här ögonblicket en signal tas emot;
• BcchFrq: 102- numret på den basstationskanal på vilken kommunikation för närvarande sker; för mer information om kanalerna och deras distribution per operatör, läs artikeln "Principen för drift av cellulär kommunikation". Ja, kanal 102 i St. Petersburg används av Megafon och är i GSM 900-bandet;
• RSSI: -63- mottagen signalnivå i dBm;
• RxLev: 47- nivån på samma signal, men i andra konventionella enheter, ju högre dess värde, desto bättre signal.

Så låt oss anta att signalnivån mättes på platsen där den externa antennen installerades, och signalen måste förstärkas i ett litet källarrum med en yta på 40 m². Vi kommer att utföra beräkningen för nedlänksriktningen (signal från basstation till en mobiltelefon).

Utvald utrustning

AL-900-11 extern antenn, riktad, "vågkanal" typ, med förstärkning Ku=11 dB	PicoCell 900 SXB repeater med gain Ku=60 dB och uteffekt upp till P=10 mW	AP-800/2700-7/9 ID intern panelantenn med förstärkning i frekvensområdet 900 MHz - Ku=60 dB	med en kort längd av stark signaldämpning kommer den inte att införas

Schemat för mobilkommunikationsförstärkningssystemet kommer att vara följande:

Beräkningsmetoden är följande:

1. Vi mätte signalnivån med telefonen vid den punkt där den externa antennen var förinstallerad: -63 dBm. Antennförstärkningen är 11 dB respektive, vid antennutgången har vi en signal på -63 + 11 = -52 dBm.
2. Varje kabel har sina egna RF-egenskaper. Till exempel, för vår 5D-FB-kabel förloras 19,7 dB på 100 meter vid 900 MHz (se tekniska specifikationer). Ju högre signalfrekvens, desto större kabelförlust. Följaktligen kommer cirka 2 dB att gå förlorade vid 10 meter. Således kommer en signal på -52 -2 = -54 dB till repeateringången.
3. Vi tittar på repeaterförstärkningen i dess tekniska egenskaper (i vårt fall har 900SXB Ku = 60 dB). Vi får vid förstärkarutgången: -54 +60 = +6 dBm.
4. I kabeln från repeatern till intern antenn vid en längd av 5 meter blir förlusten cirka 1 dB.
   Således kommer signalen +6 -1 = +5 dBm till ingången på den interna antennen.
5. Förstärkningen för AP-800/2700-7/9 ID-antennen vid en frekvens på 900 MHz är Ku=7 dB. Således kommer antennen att avge en signal med en nivå på +5 +7= + 12 dBm.

För att omvandla signalnivån från dBm till mW använder vi formeln: P[mW] =10^(0,1* P[dBm]). I vårt fall: P[mW] =10^(0,1*12)=15,8 mW.

För att uppskatta täckningsområdet och inte utföra komplexa matematiska beräkningar av signaldämpning i rymden, baserat på experimentella data har det fastställts att om signalnivån i mW multipliceras med en faktor 4 för 900 MHz-området (för 1800 MHz intervall - med en faktor 3), då är det möjligt att få den ungefärliga täckningsytan i m². Om det finns väggar och skiljeväggar kan ytan vara betydligt mindre.

Automatiska förstärkningskontrollsystem (AGC) används ofta i radiomottagare för olika ändamål. AGC-system är utformade för att stabilisera signalnivån vid utgången av radiomottagares förstärkare med ett stort dynamiskt omfång av förändringar i insignalen och når till exempel 70-100 dB i radarmottagare. Med en sådan förändring av insignalnivån, i frånvaro av ett AGC-system, störs den normala driften av de mottagande enheterna, vilket visar sig i överbelastningen av de sista stegen av mottagaren. I automatiska radarmålspårningssystem leder överbelastning av mottagarkaskaderna till förvrängning av amplitudmodulering, en minskning av förstärkningen och fel i spårningen. I frekvensstabiliseringssystem orsakar överbelastningskaskader en förändring i lutningen av diskrimineringskarakteristiken, vilket kraftigt minskar kvaliteten på systemets drift.

Enligt konstruktionsprincipen är AGC-system indelade i tre huvudtyper: öppen slinga eller utan återkoppling (Fig. 2.2, 2.3); stängd eller med respons(Fig. 2.4); kombinerad. Det finns enkel- och flerslinga AGC-system med kontinuerlig och digital justering. AGC utan återkoppling ger hög konstans i amplituden för utsignalen när insignalen ändras över ett brett område, men det kontrollerade värdet beror på stabiliteten hos parametrarna i AGC-kretsen.

Det tröga AGC-systemet med öppen slinga (Fig. 2.2) inkluderar en justerbar förstärkare (U), en AGC-systemförstärkare (AGC), en AGC-detektor (DAGC) för att erhålla styrverkan och ett lågpassfilter (LPF), som eliminerar moduleringsfrekvenskomponenten för att undvika demodulering av AM-radiosignalen.

Ris. 2.2  Blockschema över en tröghet med öppen slinga

AGC-system

Timingsystemet (fig. 2.3) innehåller en styrspänningsgenereringsanordning (VAG), vars funktion synkroniseras i tiden av en extern puls.

Ris. 2.3  Blockschema över ett tillfälligt AGC-system med öppen slinga (a)

och ett tidsdiagram som förklarar principen för dess funktion (b)

I praktiken är tröghets-AGC-system med återkoppling mest utbredda (Fig. 2.5). De är indelade i kontinuerliga och pulsade system. Alla ovanstående system kan vara försenade eller ofördröjda.

Ris. 2.4 Strukturdiagram över kontinuerliga AGC-system

med återkoppling (a) – icke-förstärkt med kombinerad detektion, (b) – icke-förstärkt med separat detektering

Funktionsprincipen för AGC-systemet är följande. Inspänning U i ( t) matas till ingången på en förstärkare med justerbar förstärkning. Utspänningen från förstärkaren matas till detektoringången, sedan summeras den detekterade signalen med fördröjningsspänningen U h. Total spänning U c förstärks av en likströmsförstärkare (DCA) och matas till ett lågpassfilter (LPF), LPF genererar styrspänningen U y, ändra förstärkningen. Förstärkarförstärkningens beroende av styrspänningen kallas styrkarakteristiken; den kan approximeras med ett linjärt beroende

, (2.0)

Var k 0 – förstärkning vid styrspänning lika med noll;

 – lutning av justeringskarakteristiken.

Ris. 2.5  Funktionsdiagram över det förbättrade fördröjda systemet

AGC med feedback

Effekten av att stabilisera utspänningsnivån U ut ( t) uppnås på grund av det faktum att med ökande nivå U ut ( t) styrspänningen ökar också U y, under påverkan av vilken, i enlighet med uttryck (2.1), förstärkarens förstärkning minskar, vilket leder till en minskning av nivån på insignalen.

För att förhindra en minskning av utsignalnivån vid små ineffekter och säkerställa drift av AGC-systemet från en viss nivå, appliceras en fördröjningsspänning på systemet U h. Som ett resultat kommer styrspänningen endast att visas när spänningen vid amplituddetektorns utgång överstiger fördröjningsspänningen U h.

, Om
, (2.0)

, Om
,

Var K d – detektoröverföringskoefficient.

Lågpassfiltret i återkopplingskretsen i AGC-system är utformat för att överföra styrspänning med frekvenserna för förändringar i nivån på AGC-utgångsspänningen. I detta fall måste lågpassfiltret vara trögt med avseende på frekvenserna för den användbara moduleringen, annars kommer demodulering av den användbara signalen att inträffa.

AGC-systemets utspänning

Ekvationerna (2.2)–(2.3) motsvarar blockschemat för AGC-systemet (Fig. 2.6). I detta diagram beskrivs den olinjära länken (NL) av beroendet

(2.0)

I stationärt tillstånd (vid en konstant spänningsnivå vid ingången till AGC-systemet), från (2.2)–(2.4) följer det:

på u d< u h;

på u d  u z, (2,0)

Var k upt – förstärkningsfaktor för UPT.

Ris. 2.6  Blockschema över AGC-systemet

med feedback

Ekvation (2.5) bestämmer styrkarakteristiken för AGC-systemet med återkoppling.

Ris. 2.7  Amplitudegenskaper för AGC-systemet

Amplitudegenskaperna för ett AGC-system med sluten slinga (Fig. 2.7.) presenteras för fall: 1 - utan AGC-system, 2 - enkel AGC, 3 - fördröjd AGC, 4 - förbättrad och fördröjd AGC.

1. Installation av en extern antenn.

Det första steget är installationen extern antenn. Antennen installeras med fästelement (en vridbar konsol eller en mast) på byggnadens yttervägg eller på taket, beroende på platsen.
Specialisten bestämmer i vilken riktning antennen kommer att riktas, eftersom den inkommande signalen från olika operatörer kommunikationen bör vara densamma, eller signalen från en viss operatör bör råda om målet var att förbättra kvaliteten cellulär signal endast en operatör.

2. Förberedelse och krympning av kabeln.

I ändarna av den förberedda kabeln måste du sätta på N-typ kontakter och krympa dem (eller förbereda kabeln i förväg och löda kontakten om det inte innebär krympning). Vi rekommenderar att du skyddar kontakten med värmekrymp eller tejp, eftersom den kan oxidera med tiden, vilket orsakar oregelbunden funktion och störningar. Därefter ansluter vi vår kabel till den externa antennen och går vidare till nästa steg.

3. Kabelförläggning.

Alla vet att när man lägger en kabel är det mycket viktigt att avståndet från repeatern till den externa antennen ska vara minimalt, eftersom det med en lång kabel blir stora signalförluster (amplituden för den inkommande signalen ska vara maximal). Vi väljer en plats för att lägga kabeln, med hänsyn till alla rekommendationer, lägger den och fortsätter till repeaterinstallation(mobiltelefonbooster).

4. Installation av en cellulär signalförstärkare.

Repeaterns installationsplats väljs utifrån kabelns minsta längd och så att den inte är placerad på en synlig plats. Detta kan vara antingen en vind, om det är ett privat hus, eller repeatern är dold ovanför taket, om det är en kontorsbyggnad. Men du måste se till att installationsplatsen överensstämmer med de tillåtna klimatförhållandena i repeaterns pass.

5. Ansluta en extern antenn till förstärkaren.

Det finns två kontakter på den cellulära repeaterkroppen. Vi kommer att behöva en kontakt, som betecknas med bokstäverna BS - det här är förstärkaringången. Vi ansluter vår kabel från den externa antennen och ser till att kontakten skruvas fast ordentligt och hela vägen.

6. Installation av den interna antennen.

Beroende på situationen och objektets område, interna antenner kanske flera.
Om flera antenner kommer att användas, är det nödvändigt att installera en signaldelare som delar upp effekten för varje antenn. Därefter måste du krympa kabeln med kontakter, som gjordes i början, och ansluta den till signaldelaren och till de interna antennerna. Signaldelare anslut på liknande sätt till den andra, fria utgången på förstärkaren. Om endast en intern antenn användes är den ansluten direkt till repeatern.

Dålig cellulär mottagning är ett mycket vanligt problem. Många möter det både i sina sommarstugor eller i lanthus, och i sin egen lägenhet i staden eller byn. Svag signal telefonnummer eller dess fullständiga frånvaro är i första hand relaterad till avståndet till basstationen för din mobiloperatör, byggnadens täthet eller terräng.

Om du står inför detta problem och högkvalitativ mottagning är en viktig nödvändighet för dig, måste du installera en mobilkommunikationsförstärkare. Mer exakt behöver du ett cellulärt kommunikationsförstärkningssystem där en sådan förstärkare är en av enheterna. I allmänhet består det beskrivna systemet av följande "länkar": en GSM-repeater, en extern antenn för att ta emot en cellulär signal, effektdelare, en anslutningskabel och de kontakter som krävs för anslutning.

Självklart, välj liknande system och dessutom kan endast en specialist installera och konfigurera det korrekt. Men så att du kan komma på "rätt väg", kommer vi att försöka förstå lite om moderna cellulära signalförstärkare och vilka som är bättre att välja.

Välja en mobil signalförstärkare

Innan du bestämmer dig och väljer rätt GSM-kommunikationsförstärkare bör du förstå de viktigaste tekniska egenskaperna hos dessa system:

• MobilstandardGSM huvudsakligen uppdelad i två huvudband: GSM 900 och GSM 1800 MHz. Basstationer (mobiltorn) i 900 MHz-området har större räckvidd, men färre kanaler (möjlighet att prata med flera abonnenter samtidigt) än vid 1800 MHz. Därför används 900 MHz basstationer oftare i regionen, och 1800 MHz basstationer används inom staden. Därför, för ett sommarboende eller hus på landet Det är bättre att hålla sig till GSM 900-standarden.
• Förstärkningsfaktor (GC) för GSM-signalförstärkarenär en annan viktig parameter för att välja ett system, eftersom det påverkar direkt nivån på nätverksmottagningen. Enkelt uttryckt, om din mobiltelefon har dålig mottagning inomhus, men utomhusmottagningen är nästan på maximal nivå, så är en förstärkare med en förstärkning på 70-75 dB ganska lämplig för dig. Om din cellulära mottagning är osäker även i området nära ditt hus, bör du titta närmare på ett cellulärt förstärkningssystem med en koefficient på 75-90 dB. Det är bättre att inte köpa en cellulär repeater med en förstärkning på mindre än 65 dB alls, eftersom... det är osannolikt att han kommer att klara av uppgiften du ställer in.
• Repeaterns uteffekt mobila kommunikationsförstärkningssystem. Denna parameter påverkar hur stor del av rummet ditt GSM-signalförstärkningssystem kan "täcka" med pålitlig mottagning. Till exempel kan en cellulär nätverksförstärkare med en effekt på 100 mW ge tillförlitlig mottagning till ett område på upp till 200 kvm, och en cellulär repeater med en effekt på 320 mW kan klara ett rum på upp till 800 kvm. Det finns dock inget direkt samband mellan kraften hos repeatern och området i dina lokaler, utan bara begreppet korrelation. En mängd olika faktorer kan påverka hur GSM-repeater ger tillförlitlig mottagning till ett specifikt område i ett rum. Till exempel nivån på ingångssignalen från celltornet, längden på kabeln från den externa antennen till förstärkaren, kontrollenheten, samt korrekt installation av all utrustning som helhet.

För tillfället, bland repeaters för ett hus på landet, kontor, stuga eller stuga, är de mest populära modellerna Picocell 900 SXL och Picocell 900 SXM.

• Picocell 900 SXL fungerar i GSM 900-bandet. Förstärkningen för detta system är 80 dB och uteffekten från repeatern är 320 mW. 900 SXL-förstärkningssystemet är endast avsett för inomhusinstallation.
• Picocell 900 SXM har samma parametrar som sin yngre bror Picocell 900SXL, dock är detta system utrustat med ett köld- och fuktbeständigt hölje med IP66-klassning. Denna anordning är optimal i de fall det inte går att lägga kabeln inomhus och cellulär förstärkare GSM med hela sin struktur ska installeras utomhus.

Att välja en extern antenn av hög kvalitet

En extern antenn krävs för att ta emot en signal från din mobiloperatörs basstation. Den är monterad på en eterisk mast installerad på byggnadens tak. Man bör komma ihåg att en extern cellulär antenn ständigt utsätts för en mängd olika yttre faktorer (regn, snö, vind, etc.), så när du väljer modell bör du ägna särskild uppmärksamhet åt tillförlitlighet och hållbarhet. Ett ganska bra alternativ är modellen AL-900-11, därför att den är gjord av en solid metallplåt belagd med emaljfärg, som på ett tillförlitligt sätt skyddar den från oxidation, korrosion och förstörelse.

Välja lämpliga interna antenner

Valet av dessa enheter är direkt relaterat till vilket byggskede ditt hus eller stuga befinner sig i. Om inredningen av rummet ännu inte har utförts och du fortfarande har möjlighet att installera en intern cellulär antenn bakom undertak, är det värt att köpa ett nätverk av antenner med en ganska låg förstärkning. Tack vare denna lösning kommer du att ha ett enhetligt täckningsområde för cellulär signal. Den föredragna kvantiteten är förhållandet en antenn för varje 100 kvm. område. Bland dessa antennmodeller skulle jag vilja rekommendera AP-800/2500-7/9ID. Dessa antenner stöder alla för närvarande moderna kommunikationsstandarder: GSM900, DCS1800 och även UMTS 2100 (3G).

Om du behöver tillhandahålla en högkvalitativ mobilsignal i ett bostadsutrymme, och samtidigt inte störa dess inre, bör du titta närmare på en antenn med hög förstärkning. Sådana antenner installeras om möjligt på osynliga platser. Intressanta modeller RAO-11GL-60 eller RAO-14GL-70, som har en förstärkning på 11 och 14 dB. Denna ganska höga förstärkning gör det möjligt att uppnå den nätverkstäckning du behöver med en antenn.

Val av kablar och kontakter för systemet

Alla enheter för förstärkningssystem GSM-nätär anslutna till varandra med en koaxial radiofrekvenskabel med en karakteristisk impedans på 50 ohm. För en stuga eller dacha är de bästa kabelmärkena när det gäller pris och kvalitet 5D-FB eller 8D-FB. Skillnaden mellan dem är tjockleken på den centrala kärnan och därför nivån på kvarvarande dämpning under signalens passage (5V-FB = 0,2 dB/m; 8V-FB = 0,13 dB/m vid en frekvens av 900 MHz ). Med hänsyn till det faktum att moderna cellulära kommunikationsstandarder används i allt större utsträckning frekvensomfång i gigahertz är det värt att välja en 8D-FB-kabel, eftersom det är mer lovande.

5D-FB-kabeln använder N-111/5D-kontakter och 8D-FB-kabeln använder N-111/8D-kontakter.

Välja strömavdelare för mobilnätverk

Strömavdelaren är utformad för att förgrena kablar till ett visst antal interna antenner. De mest pålitliga och utbredda modellerna är Pikokopplare Och Riktningskopplare. Picocoupler-enheter är designade för att fördela den cellulära signalen jämnt över hela rummet med ett annat antal utgångar för anslutning av antenner. Directional Coupler-modeller används för att fördela nätverkssignalen ojämnt.

Som ett resultat, om du har valt alla enheter korrekt, köpt en cellulär signalförstärkare, installerat och konfigurerat den, kommer det allmänna diagrammet och driftprincipen för ditt system att se ut så här:

Tänk på att när du väljer ett cellulärt signalförstärkningssystem för ett kontor, stuga eller lanthus måste du ta hänsyn till specifikationer alla dess individuella enheter. Samtidigt är det extremt viktigt att välja en högkvalitativ GSM-nätverksrepeater, säkerställa dess korrekta funktion (kompatibilitet) med andra enheter och uppfylla alla nödvändiga krav för att säkerställa högkvalitativ och oavbruten kommunikation av GSM och UMTS (3G) ) nätverk.

Överensstämmelse med erforderliga standarder

När du installerar en GSM- eller 3G-mobilkommunikationsförstärkare bör du vara medveten om att dess installation eller konfiguration av dålig kvalitet kan ha motsatt effekt, och ditt system, som ett resultat, istället för att öka signalmottagningen från BS:n, kommer tvärtom att , minska det.

Dessutom har alla mobiloperatörer - MTS, Beeline, MegaFon och andra - alla tekniska möjligheter att upptäcka närvaron av störningar för högkvalitativ mottagning och distribution av radiovågor från sina basstationer. Med hjälp av speciell mätutrustning kommer ingenjörer att bestämma platsen för störningar i form av en felaktigt installerad GSM-förstärkare.

Efter detta kommer ägaren av ett sådant system att varnas om behovet av att installera om, korrigera inställningar eller helt byta ut all utrustning. Om denna varning ignoreras, Mobil operatör har rätt att lämna in ett klagomål Radionadzor, som har alla befogenheter att ställa den skrupelfria ägaren av en GSM-mobilnätsförstärkare till administrativt ansvar.

Tänk på att alla cellulära signalförstärkare, även om de är installerade på det mest kompetenta sättet, skapar störningar som stör basstationens signal. Det finns dock vissa standarder, och om du inte överskrider deras maxvärde bör du inte ha problem. Men för detta är det viktigt inte bara att skickligt installera alla delar av utrustningen, utan också att kunna konfigurera den korrekt.

Därför, om du inte har den nödvändiga kunskapen om att ställa in GSM-repeater och installera dem, är det bättre att inte försöka göra en GSM-signalförstärkare med dina egna händer, utan att använda tjänsterna från specialister, av vilka vi nu har fler än tillräckligt.

Säkert mottagande!