سیستم تقویت ارتباط سلولیبرای اطمینان از دریافت قابل اعتماد سیگنال های GSM برای مشترکین شبکه های MTS، BeeLine، Megafon در خانه مشتری طراحی شده است.

دلایل عملکرد ناپایدار ارتباطات سلولی در تاسیسات عبارتند از:

1. وجود جنگل انبوه در اطراف روستا.
2. دیوارهای آجری بیرونی ضخیم خانه.
3. دوری از ایستگاه های پایه ارتباطات سلولی.

برای اطمینان از دریافت قابل اعتماد ارتباطات سلولی در خانه، لازم است قبل از انجام کار ساخت و ساز (تعمیر) سطح سیگنال سلولی در قسمت های مختلف خانه را بررسی کنید.

بسیار مهم است که این بررسی و طراحی و نصب بعدی سیستم توسط متخصصان انجام شود، زیرا آنها برای این کار تجهیزات لازم، مهارت ها و تجربه نیز. همچنین آگاهی از اینکه این سطح پس از اتمام کار در خانه چقدر در خانه سقوط می کند.

حتی اگر سیگنال در خانه در طبقات 1 و بالاتر کم و بیش قابل تحمل باشد، معمولاً در زیرزمین کاملاً وجود ندارد و برای پخش سیگنال سلولی به این طبقه اقدامات لازم است.

باید در نظر داشت که اتمام کار به میزان قابل توجهی سیگنال را کاهش می دهد و لازم است این لحظه را در طول طراحی سیستم پیش بینی کرد.

به طور معمول، سیستم شامل موارد زیر است:

آنتن(های) خارجی مستقر در خارج از ساختمان در ناحیه حداقل دریافت سیگنال از ایستگاه پایهارتباط سلولی
- تکرار کننده (ها) سیگنال که سیگنال را از یک آنتن خارجی دریافت می کند، آن را تقویت کرده و به آنتن های داخلی نصب شده در خانه ارسال می کند.
- آنتن های داخلی که با تلفن های همراه کاربران ارتباط برقرار می کند و ترافیک ایستگاه پایه تلفن همراه را فراهم می کند.

توجه:
1. ریپیتر، آنتن داخلی به صورت مخفیانه در منزل نصب می شود، محل نصب آنها باید سرویس شود. همچنین با کابل های باکیفیت به هم متصل می شوند. بنابراین، سیستم باید قبل از اتمام کار در خانه به دقت طراحی شود.
2. این تصور غلط وجود دارد که سیستم های تقویت سلولی به دلیل انتشار سیگنال های رادیویی که توسط این سیستم تقویت می شوند برای سلامتی مضر هستند.

در واقع دقیقاً برعکس نیست.

واقعیت این است که وقتی سطح یک سیگنال تلفن همراه با سطح قابل قبولی مطابقت دارد، همان تأثیری را بر روی یک فرد می گذارد که در یک خیابان شهر، در یک آپارتمان شهری، ساختمان اداری و غیره، و دقیقاً هیچ تاثیری ندارد. آسیب رساندن .

با این حال، اگر سطح ارتباط سلولی کم باشد یا اصلاً وجود نداشته باشد، تلفن های همراه شما شروع به انتشار یک سیگنال قوی برای جستجوی یک ایستگاه پایه می کنند (توجه کرده اید که چقدر سریع تخلیه می شود. تلفن همراهوقتی سیگنال سلولی وجود ندارد؟). بنابراین، عدم وجود سیگنال در هر منطقه ای است که باعث افزایش تشعشع سیگنال رادیویی توسط تلفن می شود. اما این هیچ معنایی ندارد، زیرا. تاکنون تاثیر منفی سیگنال های رادیویی سلولی بر انسان ثابت نشده است.

1. نصب آنتن خارجی.

اولین مرحله نصب است آنتن خارجی. آنتن با بست (براکت گردان یا دکل) بسته به موقعیت مکانی بر روی دیوار بیرونی ساختمان یا روی پشت بام نصب می شود.
متخصص جهت هدایت آنتن را تعیین می کند، زیرا سیگنال دریافتی از آن ارسال می شود اپراتورهای مختلفارتباطات باید یکسان باشد، یا اگر وظیفه بهبود کیفیت باشد، سیگنال هر اپراتور خاص باید غالب باشد سیگنال سلولیفقط یک اپراتور

2. آماده سازی کابل و چین دادن.

در انتهای کابل آماده شده، باید کانکتورهای نوع N قرار داده و چین خورده (یا کابل را از قبل آماده کنید و در صورتی که به معنی چین نیست، کانکتور را لحیم کنید). ما به شما توصیه می کنیم کانکتور را با هیت شرینک یا نوار چسب محافظت کنید، زیرا با گذشت زمان ممکن است اکسید شود که می تواند باعث عملکرد نامنظم و نویز شود. در مرحله بعد، کابل خود را به یک آنتن خارجی وصل می کنیم و به مرحله بعدی می رویم.

3. کابل کشی.

همه می دانند که هنگام گذاشتن کابل بسیار مهم است که فاصله تکرار کننده تا آنتن خارجی حداقل باشد، زیرا با یک کابل طولانی تلفات سیگنال زیادی وجود خواهد داشت (دامنه سیگنال ورودی باید حداکثر باشد). ما با در نظر گرفتن تمام توصیه ها، مکانی را برای گذاشتن کابل انتخاب می کنیم، آن را می گذاریم و ادامه می دهیم نصب تکرار کننده(تقویت کننده تلفن همراه).

4. نصب تقویت کننده سیگنال سلولی.

محل نصب ریپیتر بر اساس حداقل طول کابل و به گونه ای انتخاب می شود که در مکانی قابل مشاهده قرار نگیرد. اگر یک خانه خصوصی است، می تواند یک اتاق زیر شیروانی باشد یا اگر یک ساختمان اداری باشد، یک تکرار کننده بالای سقف پنهان شده است. اما باید مطمئن شوید که محل نصب با شرایط آب و هوایی مجاز در پاسپورت تکرار کننده مطابقت دارد.

5. اتصال آنتن خارجی به آمپلی فایر.

روی بدنه تکرار کننده سلولی دو کانکتور وجود دارد. ما به یک کانکتور نیاز داریم که با حروف BS مشخص شده است - این ورودی تقویت کننده است. ما کابل خود را از آنتن خارجی وصل می کنیم و مطمئن می شویم که کانکتور محکم و تا انتها پیچ خورده است.

6. نصب آنتن داخلی.

بسته به موقعیت و مساحت جسم، آنتن های داخلیممکن است چندین وجود داشته باشد.
اگر قرار است از چند آنتن استفاده شود، باید یک تقسیم کننده سیگنال (شکاف) نصب شود که توان هر آنتن را تقسیم کند. در مرحله بعد، باید کابل را با کانکتورها پر کنید، همانطور که در ابتدا انجام شد و آن را به تقسیم کننده سیگنال و آنتن های داخلی متصل کنید. تقسیم کننده سیگنالبه روشی مشابه به دومین خروجی آزاد تقویت کننده متصل شوید. اگر فقط از یک آنتن داخلی استفاده شده باشد، مستقیماً به تکرار کننده متصل می شود.

محاسبه ارائه شده از سیستم تقویت ارتباطات سلولی صحت انتخاب تجهیزات و نصب تقویت کننده سیگنال سلولی را تأیید می کند.

برای مثال، بیایید ساده ترین حالت یک سیستم تقویت صدای موبایل را در نظر بگیریم.

اطلاعات اولیه

ابتدا باید داده های اولیه را تعریف کنیم:

1. محدوده فرکانسی که در آن سیگنال را دریافت می کنیم
2. قدرت سیگنال در محلی که آنتن خارجی نصب شده یا قبلاً نصب شده است. برای اندازه گیری سطح سیگنال، به یک تلفن ساده، یعنی تابع سرویس Netmonitor نیاز داریم.

توابع سرویس تلفن

در مورد کدهایی که باید روی مدل گوشی خود شماره گیری کنید می توانید در مقاله بخوانید " توابع سرویس تلفن ».

برای تلفن های هوشمند اندرویدی، این کار حتی ساده تر است. برای آنها بسیاری وجود دارد برنامه های رایگانبه منظور اطلاع از سطح سیگنال ورودی ایستگاه دریافتی و همچنین دریای ایستگاه دیگر اطلاعات مفیدمانند کد شبکه (MNC)، شماره ایستگاه پایه (BSIC)، شناسه سلولی و غیره.

در اختیار ما قرار گرفت گوشی هوشمند سامسونگ GT-S5250.

	ما کد * # 9999 * 0 # را شماره گیری می کنیم و بلافاصله وارد سرویس منوی تلفن می شویم.
	چندین بار پشت سر هم "بازگشت" را فشار دهید تا تلفن به منوی اصلی بازگردد.
	اولین مورد "صفحه اشکال زدایی" را انتخاب کنید، "1" را در صفحه کلید مجازی که ظاهر می شود وارد کنید.
	سپس، "1" را نیز وارد کنید، بنابراین "اطلاعات حالت پایه" را انتخاب کنید.

و ما تمام اطلاعات لازم و حتی اضافی را دریافت می کنیم. AT این گوشیسیم کارت "MegaFon" نصب شد.

• RPLMN: 250-02
• 250 - کد کشور (250 - روسیه، 255 - اوکراین، 257 - بلاروس)؛
• 02 - کد شبکه (01 - MTS، 02 - Megafon، 99 - Beeline، 20 - Tele2)؛
• جی اس ام 900- استاندارد ارتباطات سیارکه تلفن در حال حاضر در آن کار می کند؛
• BSIC: 19- کد BS که با آن این لحظهیک سیگنال دریافت می شود؛
• BcchFrq: 102- شماره کانال ایستگاه پایه که در حال حاضر ارتباط روی آن انجام می شود، برای اطلاعات بیشتر در مورد کانال ها و توزیع آنها توسط اپراتورها، به مقاله "اصل عملکرد ارتباطات سلولی" مراجعه کنید. در واقع، کانال 102 در سن پترزبورگ توسط MegaFon استفاده می شود و در محدوده GSM 900 قرار دارد.
• RSSI: -63- سطح سیگنال دریافتی در dBm.
• RxLev: 47- سطح خود سیگنال، اما در سایر واحدهای معمولی، هر چه مقدار آن بزرگتر باشد، سیگنال بهتر است.

و بنابراین، بیایید فرض کنیم که سطح سیگنال در محل نصب آنتن خارجی اندازه گیری شده است و لازم است سیگنال را در یک زیرزمین کوچک با مساحت 40 متر مربع تقویت کنیم. ما محاسبه جهت DownLink (سیگنال از ایستگاه پایه به تلفن همراه) را انجام خواهیم داد.

تجهیزات انتخاب شده

AL-900-11آنتن خارجی، جهت دار، نوع «کانال موج» با بهره Ku=11 دسی بل	تکرار کننده PicoCell 900 SXB با بهره 60 دسی بل و توان خروجی تا P=10 مگاوات	AP-800/2700-7/9IDآنتن پنل داخلی با بهره در محدوده فرکانس 900 مگاهرتز - Ku=60 دسی بل	با طول کوتاهی از تضعیف قوی سیگنال، آن را معرفی نمی کند

طرح سیستم تقویت ارتباطات سیار به شرح زیر خواهد بود:

روش محاسبه به شرح زیر است:

1. سطح سیگنال را با تلفن در نقطه اندازه گیری کردیم از پیش تعیین شدهآنتن خارجی: -63 dBm. کسب کردن آنتن هابه ترتیب 11 دسی بل، در خروجی آنتن سیگنال 63 + 11 = -52 دسی بل داریم.
2. هر کابلی ویژگی های RF خاص خود را دارد. به عنوان مثال، برای کابل 5D-FB ما، 19.7 دسی بل در 100 متر در 900 مگاهرتز از بین می رود (شکل را ببینید). مشخصات فنی). هر چه فرکانس سیگنال بیشتر باشد، تلفات در کابل بیشتر می شود. بر این اساس، حدود 2 دسی بل در 10 متر از دست خواهد رفت. بنابراین، یک سیگنال -52 -2 = -54 دسی بل به ورودی تکرار کننده می آید.
3. ما به سود تکرار کننده در آن نگاه می کنیم مشخصات فنی(در مورد ما، 900SXB Ku=60 دسی بل دارد). ما در خروجی تقویت کننده دریافت می کنیم: -54 +60 = +6 dBm.
4. در کابل از تکرار کننده به آنتن داخلی، تلفات تقریباً 1dB در طول 5 متر خواهد بود.
   بنابراین، یک سیگنال +6 -1 = +5 dBm به ورودی آنتن داخلی می آید.
5. بهره آنتن AP-800/2700-7/9 ID در فرکانس 900 مگاهرتز Ku=7 دسی بل. بنابراین، آنتن سیگنالی با سطح 5 + 7 = + 12 dBm تابش می کند.

برای تبدیل سطح سیگنال از dBm به mW، از فرمول استفاده می کنیم: P[mW] =10^(0.1* P[dBm]). در مورد ما: P[mW] =10^(0.1*12)=15.8mW.

به منظور تخمین منطقه پوشش و عدم انجام محاسبات پیچیده ریاضی در مورد تضعیف سیگنال در فضا، بر اساس داده های تجربی مشخص شد که اگر سطح سیگنال در میلی وات در ضریب 4 برای باند 900 مگاهرتز ضرب شود ( برای باند 1800 مگاهرتز - با ضریب 3)، سپس می توانید منطقه پوشش تقریبی را بر حسب متر مربع بدست آورید. در صورت وجود دیوارها و پارتیشن ها، ممکن است منطقه به طور قابل توجهی کوچکتر باشد.

سیستم های کنترل بهره خودکار (AGC) به طور گسترده در گیرنده های رادیویی برای اهداف مختلف استفاده می شود. سیستم‌های AGC برای تثبیت سطح سیگنال در خروجی تقویت‌کننده‌های گیرنده‌های رادیویی با دامنه دینامیکی زیادی از تغییرات سیگنال ورودی طراحی شده‌اند که مثلاً در گیرنده‌های راداری به 70-100 دسی‌بل می‌رسد. با چنین تغییری در سطح سیگنال ورودی، در صورت عدم وجود سیستم AGC، عملکرد عادی دستگاه های گیرنده مختل می شود که خود را در بارگذاری بیش از حد آخرین مراحل گیرنده نشان می دهد. در سیستم های ردیابی خودکار هدف یک رادار، اضافه بار مراحل گیرنده منجر به اعوجاج مدولاسیون دامنه، کاهش بهره و خرابی در ردیابی می شود. در سیستم های تثبیت فرکانس، اضافه بار آبشاری باعث تغییر در شیب مشخصه تفکیک می شود که به شدت کیفیت سیستم را کاهش می دهد.

با توجه به اصل ساخت سیستم های AGC، آنها به سه نوع اصلی تقسیم می شوند: حلقه باز یا بدون بازخورد (شکل 2.2، 2.3). بسته، یا بازخورد(شکل 2.4)؛ ترکیب شده. سیستم های AGC تک و چند حلقه ای با تنظیم مداوم و دیجیتال وجود دارد. AGC بدون بازخورد پایداری بالایی از دامنه سیگنال خروجی را هنگامی که سیگنال ورودی در محدوده وسیعی تغییر می‌کند فراهم می‌کند، با این حال، مقدار کنترل‌شده به پایداری پارامترهای مدار AGC بستگی دارد.

یک سیستم AGC اینرسی حلقه باز (شکل 2.2) دارای یک تقویت کننده قابل تنظیم (U)، یک تقویت کننده سیستم AGC (UAGC)، یک آشکارساز AGC (DAGC) برای به دست آوردن یک عمل کنترل و یک فیلتر پایین گذر (LPF) است که حذف می کند. جزء فرکانس مدولاسیون برای جلوگیری از دمدولاسیون سیگنال رادیویی AM.

برنج. 2.2 - نمودار ساختاری اینرسی باز

سیستم های AGC

سیستم زمان (شکل 2.3) شامل یک دستگاه تولید ولتاژ کنترل (VARU) است که عملکرد آن در زمان توسط یک پالس خارجی هماهنگ می شود.

برنج. 2.3 - نمودار ساختاری سیستم AGC زمان حلقه باز (а)

و یک نمودار زمان بندی که اصل عملکرد آن را توضیح می دهد (ب)

در عمل، پرکاربردترین سیستم‌های AGC اینرسی با بازخورد هستند (شکل 2.5). آنها به سیستم های عمل مداوم و پالس تقسیم می شوند. همه این سیستم ها می توانند با تاخیر یا بدون تاخیر باشند.

برنج. 2.4 - نمودارهای ساختاری سیستم های AGC پیوسته

با بازخورد (الف) - با تشخیص ترکیبی تقویت نشده است، (ب) - با تشخیص جداگانه تقویت نشده است

اصل عملکرد سیستم AGC به شرح زیر است. ولتاژ ورودی Uکه در ( تی) به ورودی تقویت کننده بهره متغیر تغذیه می شود. ولتاژ خروجی از تقویت کننده به ورودی آشکارساز تغذیه می شود، سپس سیگنال شناسایی شده به ولتاژ تاخیر اضافه می شود. Uساعت ولتاژ کل U c توسط یک تقویت کننده DC (UPT) تقویت می شود و به یک فیلتر پایین گذر (LPF) تغذیه می شود، LPF یک ولتاژ کنترل تولید می کند. U y که سود را تغییر می دهد. وابستگی بهره تقویت کننده به ولتاژ کنترل، مشخصه کنترل نامیده می شود، می توان آن را با یک رابطه خطی تقریب زد.

, (2.0)

جایی که ک 0 بهره در ولتاژ کنترل برابر با صفر است.

 شیب مشخصه کنترل است.

برنج. 2.5 - نمودار عملکردی سیستم تاخیر تاخیری تقویت شده

AGC با بازخورد

اثر تثبیت سطح ولتاژ خروجی Uبیرون ( تی) به این دلیل حاصل می شود که با افزایش سطح Uبیرون ( تی) افزایش می یابد و ولتاژ کنترل U y، تحت عمل آن، مطابق با بیان (2.1)، بهره تقویت کننده کاهش می یابد، که منجر به کاهش سطح سیگنال ورودی می شود.

برای جلوگیری از کاهش سطح سیگنال خروجی در تأثیرات ورودی کم و برای اطمینان از عملکرد سیستم AGC از یک سطح معین، یک ولتاژ تاخیر به سیستم اعمال می شود. Uساعت در نتیجه، ولتاژ کنترل تنها زمانی ظاهر می شود که ولتاژ در خروجی آشکارساز دامنه از ولتاژ تاخیر بیشتر شود. Uساعت

، اگر
, (2.0)

، اگر
,

جایی که ک e ضریب انتقال آشکارساز است.

فیلتر پایین گذر در مدار بازخورد سیستم های AGC برای انتقال ولتاژ کنترل با فرکانس های تغییر سطح ولتاژ خروجی AGC طراحی شده است. در این حالت، LPF باید نسبت به فرکانس های مدولاسیون مفید اینرسی باشد، در غیر این صورت سیگنال مفید دمودوله می شود.

ولتاژ خروجی AGC

معادلات (2.2) - (2.3) با بلوک دیاگرام سیستم AGC مطابقت دارد (شکل 2.6). در این طرح، یک پیوند غیرخطی (NC) با وابستگی توصیف می‌شود

(2.0)

در حالت پایدار (در یک سطح ولتاژ ثابت در ورودی سیستم AGC) از (2.2) - (2.4) به شرح زیر است:

در تود< تو h;

در تو e  تو h, (2.0)

جایی که ک upt ضریب تقویت UPT است.

برنج. 2.6 - نمودار ساختاری سیستم AGC

با بازخورد

معادله (2.5) مشخصه کنترل سیستم AGC را با بازخورد تعریف می کند.

برنج. 2.7 - مشخصات دامنه سیستم AGC

مشخصات دامنه سیستم بسته AGC (شکل 2.7.) برای موارد ارائه شده است: 1 - بدون سیستم AGC، 2 - AGC ساده، 3 - AGC تاخیری، 4 - AGC افزایش یافته و تاخیری.