System wzmacniający komunikacja komórkowa ma na celu zapewnienie niezawodnego odbioru sygnału GSM dla abonentów sieci MTS, BeeLine, Megafon w wiejskim domu Klienta.

Przyczynami niestabilnego działania komunikacji komórkowej w obiekcie są:

1. Obecność gęstego lasu wokół wsi.
2. Grube zewnętrzne ceglane ściany domu.
3. Oddalenie od stacji bazowych komunikacji komórkowej.

Aby zapewnić niezawodny odbiór komunikacji komórkowej w domu, przed przystąpieniem do prac budowlanych (naprawczych) należy sprawdzić obiekt pod kątem poziomu sygnału komórkowego w różnych częściach domu.

Bardzo ważne jest, aby ta ankieta, a następnie projekt i instalacja systemu były przeprowadzane przez specjalistów, ponieważ w tym celu niezbędny sprzęt, umiejętności i doświadczenie. również wiedza o tym, jak bardzo ten poziom spadnie w domu po zakończeniu prac w domu.

Nawet jeśli sygnał w domu na pierwszym i wyższym piętrze jest mniej lub bardziej znośny, to w piwnicy z reguły jest całkowicie nieobecny i potrzebne są środki, aby nadawać sygnał komórkowy na to piętro.

Należy pamiętać, że prace wykończeniowe znacznie tłumią sygnał i należy przewidzieć ten moment podczas projektowania systemu.

Zazwyczaj system składa się z:

Anteny zewnętrzne rozmieszczone na zewnątrz budynku w strefie przynajmniej części odbioru sygnału z stacja bazowa komunikacja komórkowa.
- Wzmacniacz sygnału, który odbiera sygnał z anteny zewnętrznej, wzmacnia go i wysyła do anten wewnętrznych zainstalowanych w domu.
- Anteny wewnętrzne, które komunikują się z telefonami komórkowymi użytkowników i dostarczają ruch do komórkowej stacji bazowej.

Uwaga:
1. Repeatery, anteny wewnętrzne są instalowane w domu potajemnie, ich miejsca instalacji muszą być serwisowane. Ponadto są one połączone wysokiej jakości kablami. Dlatego system musi być starannie zaprojektowany przed zakończeniem prac w domu.
2. Istnieje błędne przekonanie, że komórkowe systemy wzmacniające są szkodliwe dla zdrowia z powodu rzekomego emitowania sygnałów radiowych, które są wzmacniane przez ten system.

W rzeczywistości nie jest dokładnie odwrotnie.

Faktem jest, że gdy poziom sygnału komórkowego odpowiada akceptowalnemu poziomowi, ma on taki sam wpływ na osobę, jak na ulicy miejskiej, w mieszkaniu miejskim, biurowcu itp., A dokładnie nie przynosi żadnych szkodzić .

Jeśli jednak poziom komunikacji komórkowej jest mały lub w ogóle go nie ma, telefony komórkowe zaczynają emitować silny sygnał w poszukiwaniu stacji bazowej (zauważyłeś, jak szybko się rozładowuje). telefon komórkowy kiedy nie ma sygnału komórkowego?). Zatem to brak sygnału w jakimkolwiek obszarze powoduje zwiększone promieniowanie sygnału radiowego przez telefon. Ale to nic nie znaczy, bo. Jak dotąd nie udowodniono negatywnego wpływu komórkowych sygnałów radiowych na ludzi.

1. Instalacja anteny zewnętrznej.

Pierwszym krokiem jest instalacja antena zewnętrzna. Antena wraz z mocowaniami (wspornik obrotowy lub maszt) montowana jest na zewnętrznej ścianie budynku lub na dachu w zależności od lokalizacji.
Specjalista określa kierunek, w którym zostanie skierowana antena, ponieważ sygnał przychodzący z różni operatorzy komunikacja powinna być taka sama lub sygnał konkretnego operatora powinien przeważać, jeśli zadaniem jest poprawa jakości sygnał komórkowy tylko jeden operator.

2. Przygotowanie i zaciskanie kabli.

Na końcach przygotowanego kabla należy założyć złącza typu N i zacisnąć (lub wcześniej przygotować kabel i przylutować złącze, jeśli nie oznacza to zakucia). Radzimy zabezpieczyć złącze folią termokurczliwą lub taśmą, ponieważ z czasem może się utlenić, co może powodować niestabilną pracę i hałas. Następnie podłączamy nasz kabel do anteny zewnętrznej i przechodzimy do kolejnego kroku.

3. Układanie kabli.

Wszyscy wiedzą, że podczas układania kabla bardzo ważne jest, aby odległość od wzmacniacza do anteny zewnętrznej była minimalna, ponieważ przy długim kablu wystąpią duże straty sygnału (amplituda przychodzącego sygnału powinna być maksymalna). Wybieramy miejsce do ułożenia kabla, biorąc pod uwagę wszystkie zalecenia, układamy i przystępujemy do instalacja repeatera(wzmacniacz telefonu komórkowego).

4. Instalacja wzmacniacza sygnału komórkowego.

Miejsce instalacji repeatera jest wybierane na podstawie minimalnej długości kabla i tak, aby nie znajdował się w widocznym miejscu. Może to być poddasze, jeśli jest to dom prywatny lub wzmacniacz ukryty nad sufitem, jeśli jest to biurowiec. Musisz jednak upewnić się, że miejsce instalacji odpowiada dozwolonym warunkom klimatycznym w paszporcie repeatera.

5. Podłączenie anteny zewnętrznej do wzmacniacza.

Na korpusie wzmacniacza komórkowego znajdują się dwa złącza. Będziemy potrzebować złącza, które jest oznaczone literami BS - jest to wejście wzmacniacza. Podłączamy nasz kabel z anteny zewnętrznej, upewniając się, że złącze jest mocno skręcone i do końca.

6. Instalacja anteny wewnętrznej.

W zależności od sytuacji i powierzchni obiektu, anteny wewnętrzne może być ich kilka.
Jeśli ma być używanych wiele anten, należy zainstalować rozdzielacz sygnału (rozdzielacz), który rozdzieli moc dla każdej anteny. Następnie należy zacisnąć kabel złączami, tak jak to zrobiono na początku, i podłączyć go do rozgałęźnika sygnału oraz do anten wewnętrznych. Rozdzielacz sygnału podłączyć w podobny sposób do drugiego wolnego wyjścia wzmacniacza. Jeśli użyto tylko jednej anteny wewnętrznej, to jest ona podłączona bezpośrednio do repeatera.

Przedstawione obliczenia systemu wzmocnienia sygnału komórkowego potwierdzą poprawność doboru sprzętu i instalacji wzmacniaczy sygnału komórkowego.

Weźmy na przykład najprostszy przypadek mobilnego systemu wzmocnienia głosu.

Wstępne dane

Najpierw musimy zdefiniować dane początkowe:

1. Zakres częstotliwości, w którym odbieramy sygnał
2. Siła sygnału w miejscu, w którym zostanie zainstalowana lub już zainstalowana antena zewnętrzna. Do pomiaru poziomu sygnału potrzebujemy prostego telefonu, a mianowicie funkcji serwisowej Netmonitor.

Funkcje serwisowe telefonu

Możesz przeczytać o tym, jaki kod musisz wybrać w swoim modelu telefonu w artykule " Funkcje serwisowe telefonu ».

W przypadku smartfonów z Androidem jest to jeszcze prostsze. Dla nich jest ich wiele darmowe aplikacje w celu poznania poziomu sygnału wejściowego odbieranej stacji, a także morza innych przydatna informacja, takich jak kod sieci (MNC), numer stacji bazowej (BSIC), identyfikator komórki i inne.

Wszedł w nasze posiadanie Samsung smartfon GT-S5250.

	Wybieramy kod *#9999*0# i od razu wchodzimy do obsługi menu telefonu.
	Naciskaj "Wstecz" kilka razy z rzędu, aż telefon powróci do menu głównego.
	Wybierz pierwszy element „Ekran debugowania”, wpisz „1” na wyświetlonej wirtualnej klawiaturze.
	Następnie wprowadź również „1”, wybierając w ten sposób „Informacje o trybie podstawowym”.

I otrzymujemy wszystkie niezbędne informacje, a nawet zbędne. W ten telefon Zainstalowano kartę SIM „MegaFon”.

• RPMN: 250-02
• 250 - kod kraju (250 - Rosja, 255 - Ukraina, 257 - Białoruś);
• 02 - kod sieci (01 - MTS, 02 - Megafon, 99 - Beeline, 20 - Tele2);
• GSM 900- standardowe komunikacja mobilna w którym telefon aktualnie pracuje;
• PODSTAWA: 19- kod BS z którym ten moment odbierany jest sygnał;
• BcchFrq: 102- numer kanału Stacji Bazowej, na którym aktualnie odbywa się komunikacja, więcej informacji o kanałach i ich dystrybucji przez operatorów znajduje się w artykule „Zasada działania komunikacji komórkowej”. Rzeczywiście, kanał 102 w St. Petersburgu jest używany przez MegaFon i znajduje się w zakresie GSM 900;
• RSSI: -63- poziom odbieranego sygnału w dBm;
• RxLev: 47- poziom samego sygnału, ale w innych konwencjonalnych jednostkach im większa jego wartość, tym lepszy sygnał.

Załóżmy więc, że poziom sygnału został zmierzony w miejscu montażu anteny zewnętrznej i konieczne jest wzmocnienie sygnału w małej piwnicy o powierzchni 40 m². Przeprowadzimy obliczenia dla kierunku DownLink (sygnał ze stacji bazowej do telefonu komórkowego).

Wybrany sprzęt

AL-900-11 antena zewnętrzna kierunkowa typu „falowego” o zysku Ku=11 dB	Wzmacniacz PicoCell 900 SXB o wzmocnieniu 60 dB i mocy wyjściowej do P=10 mW	AP-800/2700-7/9ID antena panelowa wewnętrzna o zysku w zakresie częstotliwości 900 MHz - Ku=60 dB	przy krótkim odcinku silnego tłumienia sygnału nie wprowadzi

Schemat systemu wzmocnienia komunikacji mobilnej będzie następujący:

Metoda obliczania jest następująca:

1. Zmierzyliśmy poziom sygnału telefonem w punkcie zaprogramowane antena zewnętrzna: -63 dBm. Osiągać anteny Odpowiednio 11 dB, na wyjściu antenowym mamy sygnał -63 + 11 = -52 dBm.
2. Każdy kabel ma swoją własną charakterystykę RF. Na przykład, dla naszego kabla 5D-FB, 19,7 dB jest tracone na 100 metrach przy 900 MHz (patrz rysunek). specyfikacje). Im wyższa częstotliwość sygnału, tym większe straty w kablu. W związku z tym około 2 dB zostanie utracone na 10 metrach. W ten sposób na wejście wzmacniacza dochodzi sygnał -52 -2 = -54 dB.
3. Patrzymy na wzmocnienie przemiennika w jego Specyfikacja techniczna(w naszym przypadku 900SXB ma Ku=60 dB). Na wyjściu wzmacniacza otrzymujemy: -54 +60 = +6 dBm.
4. W kablu od repeatera do anteny wewnętrznej straty wyniosą około 1dB na długości 5 metrów.
   W ten sposób na wejście anteny wewnętrznej dochodzi sygnał +6 -1 = +5 dBm.
5. Wzmocnienie anteny AP-800/2700-7/9 ID przy częstotliwości 900 MHz Ku=7 dB. W ten sposób antena będzie emitować sygnał o poziomie +5 +7= +12 dBm.

W celu przeliczenia poziomu sygnału z dBm na mW posługujemy się wzorem: P[mW] =10^(0,1* P[dBm]). W naszym przypadku: P[mW] =10^(0,1*12)=15,8 mW.

W celu oszacowania obszaru pokrycia, a nie wykonywania skomplikowanych obliczeń matematycznych tłumienia sygnału w przestrzeni, na podstawie danych eksperymentalnych stwierdzono, że jeśli poziom sygnału w mW przemnożymy przez współczynnik 4 dla pasma 900 MHz ( dla pasma 1800 MHz - współczynnik 3, wtedy można uzyskać przybliżony obszar pokrycia w m². W przypadku ścian i ścianek działowych powierzchnia może być znacznie mniejsza.

Systemy automatycznej kontroli wzmocnienia (AGC) są szeroko stosowane w odbiornikach radiowych do różnych celów. Systemy AGC przeznaczone są do stabilizacji poziomu sygnału na wyjściu wzmacniaczy odbiorników radiowych o dużym zakresie dynamiki zmian sygnału wejściowego, sięgającym np. 70-100 dB w odbiornikach radarowych. Przy takiej zmianie poziomu sygnału wejściowego, przy braku systemu AGC, normalna praca urządzeń odbiorczych zostaje zakłócona, co objawia się przeciążeniem ostatnich stopni odbiornika. W systemach automatycznego śledzenia celu radaru przeciążenie stopni odbiornika prowadzi do zniekształcenia modulacji amplitudy, zmniejszenia wzmocnienia i załamania śledzenia. W systemach stabilizacji częstotliwości przeciążenie kaskadowe powoduje zmianę nachylenia charakterystyki dyskryminacyjnej, co znacznie obniża jakość systemu.

Zgodnie z zasadą konstruowania systemów AGC są one podzielone na trzy główne typy: w pętli otwartej lub bez sprzężenia zwrotnego (ryc. 2.2, 2.3); zamknięte, lub informacja zwrotna(rys. 2.4); łączny. Istnieją jedno- i wielopętlowe systemy AGC z ciągłą i cyfrową regulacją. AGC bez sprzężenia zwrotnego zapewnia dużą stałość amplitudy sygnału wyjściowego przy zmianach sygnału wejściowego w szerokim zakresie, jednak kontrolowana wartość zależy od stabilności parametrów obwodu AGC.

Układ bezwładnościowy AGC w pętli otwartej (rys. 2.2) zawiera regulowany wzmacniacz (U), wzmacniacz układu AGC (UAGC), detektor AGC (DAGC) w celu uzyskania działania sterującego oraz filtr dolnoprzepustowy (LPF), który eliminuje składnik częstotliwości modulacji, aby uniknąć demodulacji sygnału radiowego AM.

Ryż. 2.2 - Schemat strukturalny otwartego bezwładności

Systemy AGC

Układ czasu (rys. 2.3) zawiera urządzenie do wytwarzania napięcia sterującego (VARU), którego działanie jest synchronizowane w czasie impulsem zewnętrznym.

Ryż. 2.3 - Schemat strukturalny systemu AGC w pętli otwartej (a)

oraz schemat czasowy wyjaśniający zasadę jego działania (b)

W praktyce najczęściej stosowane są układy inercyjne AGC ze sprzężeniem zwrotnym (rys. 2.5). Dzielą się na układy o działaniu ciągłym i impulsowym. Wszystkie te systemy mogą być opóźnione lub nieopóźnione.

Ryż. 2.4 - Schematy strukturalne ciągłych systemów AGC

ze sprzężeniem zwrotnym (a) - niewzmacniany z detekcją łączoną, (b) - niewzmacniany z detekcją osobną

Zasada działania systemu AGC jest następująca. Napięcie wejściowe U w ( t) jest podawany na wejście wzmacniacza o zmiennym wzmocnieniu. Napięcie wyjściowe ze wzmacniacza podawane jest na wejście detektora, następnie wykryty sygnał jest dodawany do napięcia opóźnienia U h. Całkowite napięcie U c jest wzmacniany przez wzmacniacz prądu stałego (UPT) i podawany do filtra dolnoprzepustowego (LPF), LPF generuje napięcie sterujące U y, co zmienia wzmocnienie. Zależność wzmocnienia wzmacniacza od napięcia sterującego nazywamy charakterystyką sterowania, można ją aproksymować zależnością liniową

, (2.0)

gdzie k 0 to wzmocnienie przy napięciu sterującym równym zero;

 to nachylenie charakterystyki regulacji.

Ryż. 2.5 - Schemat funkcjonalny rozszerzonego systemu opóźnionego opóźnienia

AGC z informacją zwrotną

Efekt stabilizacji poziomu napięcia wyjściowego U na zewnątrz ( t) osiąga się dzięki temu, że wraz ze wzrostem poziomu U na zewnątrz ( t) wzrasta i napięcie sterujące U y, pod wpływem którego, zgodnie z wyrażeniem (2.1), zmniejsza się wzmocnienie wzmacniacza, co prowadzi do spadku poziomu sygnału wejściowego.

Aby zapobiec spadkowi poziomu sygnału wyjściowego przy niskich wpływach wejściowych i zapewnić działanie systemu AGC od pewnego poziomu, do systemu jest przykładane napięcie opóźnienia U h. W efekcie napięcie sterujące pojawi się tylko wtedy, gdy napięcie na wyjściu detektora amplitudy przekroczy napięcie opóźnienia U h.

, jeśli
, (2.0)

, jeśli
,

gdzie K e jest współczynnikiem przenoszenia detektora.

Filtr dolnoprzepustowy w obwodzie sprzężenia zwrotnego układów AGC jest przeznaczony do przesyłania napięcia sterującego z częstotliwościami zmiany poziomu napięcia wyjściowego AGC. W takim przypadku LPF musi być bezwładny w stosunku do częstotliwości użytecznej modulacji, w przeciwnym razie użyteczny sygnał będzie demodulowany.

Napięcie wyjściowe AGC

Równania (2.2)–(2.3) odpowiadają schematowi blokowemu układu AGC (rys. 2.6). W tym schemacie łącze nieliniowe (NC) jest opisane zależnością

(2.0)

W stanie ustalonym (przy stałym poziomie napięcia na wejściu układu AGC) od (2.2) do (2.4) następują:

w ty d< ty h;

w ty e ty godz., (2.0)

gdzie k upt jest współczynnikiem wzmocnienia UPT.

Ryż. 2.6 - Schemat strukturalny systemu AGC

z informacją zwrotną

Równanie (2.5) określa charakterystykę sterowania układu sprzężenia zwrotnego AGC.

Ryż. 2.7 - Charakterystyka amplitudowa systemu AGC

Charakterystyki amplitudowe zamkniętego układu AGC (rys. 2.7.) przedstawiono dla przypadków: 1 - bez układu AGC, 2 - proste AGC, 3 - opóźnione AGC, 4 - wzmocnione i opóźnione AGC.