Zosilňovací systém celulárna komunikácia je navrhnutý tak, aby zabezpečil spoľahlivý príjem GSM signálov pre účastníkov sietí MTS, BeeLine, Megafon v dome zákazníka.

Dôvody nestabilnej prevádzky bunkovej komunikácie v zariadení sú:

1. Prítomnosť hustého lesa v okolí obce.
2. Hrubé vonkajšie tehlové steny domu.
3. Vzdialenosť od základňových staníc mobilnej komunikácie.

Na zabezpečenie spoľahlivého príjmu bunkovej komunikácie v dome je potrebné pred vykonaním stavebných (opravných) prác skontrolovať zariadenie na úroveň bunkového signálu v rôznych častiach domu.

Je veľmi dôležité, aby tento prieskum a následný návrh a inštaláciu systému vykonali odborníci, pretože na to majú potrebné vybavenie, zručnosti a skúsenosti tiež. aj vedomosť o tom, o koľko táto úroveň klesne v dome po ukončení dokončovacích prác v dome.

Aj keď je signál v dome na 1. a vyššom poschodí viac-menej tolerovateľný, potom v suteréne spravidla úplne chýba a sú potrebné opatrenia na vysielanie mobilného signálu na toto poschodie.

Treba mať na pamäti, že dokončovacie práce výrazne tlmia signál a je potrebné tento moment predvídať už pri návrhu systému.

Typicky sa systém skladá z:

Externá(é) anténa(y) rozmiestnená(é) mimo budovy v zóne aspoň nejakého príjmu signálu Základná stanica celulárna komunikácia.
- Opakovač signálu, ktorý prijíma signál z vonkajšej antény, zosilňuje ho a posiela do vnútorných antén inštalovaných v dome.
- Vnútorné antény, ktoré komunikujú s mobilnými telefónmi používateľov a poskytujú prenos do mobilnej základňovej stanice.

Pozor:
1. Opakovače, interné antény sú inštalované v dome tajne, miesta ich inštalácie musia byť obsluhované. Navyše sú prepojené kvalitnými káblami. Preto musí byť systém pred dokončením prác v dome starostlivo navrhnutý.
2. Existuje mylná predstava, že bunkové zosilňovacie systémy sú zdraviu škodlivé, pretože údajne vysielajú rádiové signály, ktoré sú týmto systémom zosilňované.

V skutočnosti to nie je presne naopak.

Faktom je, že keď úroveň mobilného signálu zodpovedá prijateľnej úrovni, má na človeka rovnaký účinok ako na mestskej ulici, v mestskom byte, administratívnej budove atď. ublížiť .

Ak je však úroveň mobilnej komunikácie nízka alebo úplne chýba, vaše mobilné telefóny začnú vysielať silný signál na hľadanie základňovej stanice (všimli ste si, ako rýchlo sa vybíja mobilný telefón keď nie je žiadny mobilný signál?). Je to teda absencia signálu v akejkoľvek oblasti, ktorá spôsobuje zvýšené vyžarovanie rádiového signálu telefónom. To však nič neznamená, pretože. Zatiaľ sa nepreukázal negatívny vplyv bunkových rádiových signálov na človeka.

1. Inštalácia externej antény.

Prvým krokom je inštalácia externá anténa. Anténa s upevňovacími prvkami (otočná konzola alebo stožiar) je inštalovaná na vonkajšej stene budovy alebo na streche, v závislosti od miesta.
Špecialista určuje smer, ktorým bude anténa nasmerovaná, pretože prichádzajúci signál z rôznych operátorov komunikácia by mala byť rovnaká, alebo by mal prevládať signál konkrétneho operátora, ak bolo úlohou zlepšiť kvalitu mobilný signál iba jeden operátor.

2. Príprava a krimpovanie kábla.

Na konce pripraveného kábla je potrebné nasadiť konektory typu N a zalisovať (alebo si kábel vopred pripraviť a konektor prispájkovať, ak to neznamená krimpovanie). Odporúčame vám chrániť konektor zmršťovacou páskou alebo páskou, pretože časom môže oxidovať, čo môže spôsobiť nepravidelnú prevádzku a hluk. Potom pripojíme náš kábel k externej anténe a prejdeme na ďalší krok.

3. Kladenie káblov.

Každý vie, že pri kladení kábla je veľmi dôležité, aby vzdialenosť od zosilňovača k externej anténe bola minimálna, pretože pri dlhom kábli dôjde k veľkým stratám signálu (amplitúda prichádzajúceho signálu by mala byť maximálna). Vyberieme miesto na položenie kábla, berúc do úvahy všetky odporúčania, položíme ho a pokračujeme inštalácia opakovača(posilňovač mobilného telefónu).

4. Inštalácia zosilňovača mobilného signálu.

Miesto inštalácie opakovača sa volí na základe minimálnej dĺžky kábla a tak, aby nebol umiestnený na viditeľnom mieste. Môže to byť buď podkrovie, ak ide o súkromný dom, alebo opakovač je skrytý nad stropom, ak ide o kancelársku budovu. Musíte sa však uistiť, že miesto inštalácie zodpovedá povoleným klimatickým podmienkam v pase opakovača.

5. Pripojenie externej antény k zosilňovaču.

Na tele mobilného zosilňovača sú dva konektory. Budeme potrebovať konektor, ktorý je označený písmenami BS - to je vstup zosilňovača. Kábel pripájame z externej antény a dbáme na to, aby bol konektor pevne skrútený až na koniec.

6. Inštalácia internej antény.

V závislosti od situácie a oblasti objektu, interné antény môže byť niekoľko.
Ak sa má použiť viacero antén, potom musí byť nainštalovaný rozdeľovač signálu (splitter), ktorý rozdelí napájanie pre každú anténu. Ďalej je potrebné zalisovať kábel s konektormi, ako to bolo urobené na začiatku a pripojiť ho k rozdeľovaču signálu a k interným anténam. Rozdeľovač signálu pripojte podobným spôsobom k druhému, voľnému výstupu zosilňovača. Ak bola použitá iba jedna interná anténa, potom je pripojená priamo k zosilňovaču.

Predložený výpočet systému zosilnenia bunkového signálu potvrdí správnosť výberu zariadenia a inštalácie zosilňovačov bunkového signálu.

Vezmime si napríklad najjednoduchší prípad mobilného systému na zosilnenie hlasu.

Počiatočné údaje

Najprv musíme definovať počiatočné údaje:

1. Frekvenčný rozsah, v ktorom prijímame signál
2. Sila signálu v mieste, kde bude alebo už bude nainštalovaná externá anténa. Na meranie úrovne signálu potrebujeme jednoduchý telefón, a to službu Netmonitor.

Funkcie telefónnej služby

O tom, aký kód je potrebné vytočiť na modeli telefónu, si môžete prečítať v článku " Funkcie telefónnej služby ».

V prípade smartfónov so systémom Android je to ešte jednoduchšie. Pre nich je veľa aplikácie zadarmo aby ste poznali úroveň vstupného signálu prijímanej stanice, ako aj more druhej užitočná informácia, ako je sieťový kód (MNC), číslo základnej stanice (BSIC), identifikátor bunky a ďalšie.

Dostal sa do nášho vlastníctva Smartfón Samsung GT-S5250.

	Vytočíme kód * # 9999 * 0 # a okamžite sa dostaneme do služby ponuky telefónu.
	Stlačte tlačidlo "Späť" niekoľkokrát za sebou, kým sa telefón nevráti do hlavného menu.
	Vyberte prvú položku „Debug Screen“ a na zobrazenej virtuálnej klávesnici zadajte „1“.
	Ďalej tiež zadajte "1", čím vyberiete "Informácie o základnom režime".

A dostaneme všetky potrebné informácie a dokonca aj nadbytočné. AT tento telefón Bola nainštalovaná SIM karta „MegaFon“.

• RPLMN: 250-02
• 250 - kód krajiny (250 - Rusko, 255 - Ukrajina, 257 - Bielorusko);
• 02 - sieťový kód (01 - MTS, 02 - Megafon, 99 - Beeline, 20 - Tele2);
• GSM 900- štandardný mobilnej komunikácie v ktorom telefón práve pracuje;
• BSIC: 19- kód BS, s ktorým tento moment je prijatý signál;
• BcchFrq: 102- číslo kanálu základňovej stanice, na ktorom práve prebieha komunikácia, viac informácií o kanáloch a ich distribúcii operátormi nájdete v článku „Princíp fungovania celulárnej komunikácie“. Kanál 102 v Petrohrade skutočne používa MegaFon a je v rozsahu GSM 900;
• RSSI: -63- úroveň prijímaného signálu v dBm;
• RxLev: 47- úroveň rovnakého signálu, ale v iných ľubovoľných jednotkách platí, že čím väčšia je jeho hodnota, tým lepší je signál.

Predpokladajme teda, že úroveň signálu bola nameraná na mieste inštalácie externej antény a je potrebné zosilniť signál v malom suteréne s rozlohou 40 m². Urobíme výpočet pre smer DownLink (signál zo základnej stanice do mobilného telefónu).

Vybrané vybavenie

AL-900-11 externá anténa, smerová, typu "wave channel", so ziskom Ku=11 dB	Opakovač PicoCell 900 SXB so ziskom 60 dB a výstupným výkonom až P=10 mW	ID AP-800/2700-7/9 interná panelová anténa so ziskom vo frekvenčnom rozsahu 900 MHz - Ku=60 dB	pri krátkej dĺžke silného útlmu signálu nezavedie

Schéma zosilňovacieho systému mobilnej komunikácie bude nasledovná:

Metóda výpočtu je nasledovná:

1. Na mieste sme telefónom zmerali úroveň signálu prednastavené externá anténa: -63 dBm. Získať antény 11 dB, respektíve na výstupe antény máme signál -63 + 11 = -52 dBm.
2. Každý kábel má svoje vlastné RF charakteristiky. Napríklad pre náš kábel 5D-FB sa stratí 19,7 dB na 100 metrov pri 900 MHz (pozri obrázok). technické údaje). Čím vyššia je frekvencia signálu, tým väčšia je strata v kábli. V súlade s tým sa stratí asi 2 dB na 10 metrov. Na vstup opakovača teda prichádza signál -52 -2 = -54 dB.
3. Pozeráme sa na zisk opakovača v jeho Technické špecifikácie(v našom prípade má 900SXB Ku=60 dB). Na výstupe zosilňovača dostaneme: -54 +60 = +6 dBm.
4. V kábli od opakovača k internej anténe bude strata približne 1dB na dĺžke 5 metrov.
   Na vstup internej antény teda prichádza signál +6 -1 = +5 dBm.
5. Zosilnenie antény AP-800/2700-7/9 ID na frekvencii 900 MHz Ku=7 dB. Anténa teda bude vyžarovať signál s úrovňou +5 +7= + 12 dBm.

Aby sme previedli úroveň signálu z dBm na mW, použijeme vzorec: P[mW] =10^(0,1* P[dBm]). V našom prípade: P[mW] =10^(0,1*12)=15,8 mW.

S cieľom odhadnúť oblasť pokrytia a nie vykonávať zložité matematické výpočty útlmu signálu v priestore sa na základe experimentálnych údajov zistilo, že ak sa úroveň signálu v mW vynásobí faktorom 4 pre pásmo 900 MHz ( pre pásmo 1800 MHz - koeficientom 3), potom môžete získať približnú plochu pokrytia v m². V prítomnosti stien a priečok môže byť plocha výrazne menšia.

Systémy automatického riadenia zisku (AGC) sú široko používané v rádiových prijímačoch na rôzne účely. AGC systémy sú určené na stabilizáciu úrovne signálu na výstupe zosilňovačov rádiových prijímačov s veľkým dynamickým rozsahom zmien vstupného signálu, dosahujúcim napríklad 70-100 dB v radarových prijímačoch. Pri takejto zmene úrovne vstupného signálu je pri absencii systému AGC narušená bežná prevádzka prijímacích zariadení, čo sa prejavuje preťažením posledných stupňov prijímača. V systémoch automatického sledovania cieľa radaru vedie preťaženie stupňov prijímača k skresleniu amplitúdovej modulácie, k zníženiu zisku a k poruche sledovania. V systémoch frekvenčnej stabilizácie spôsobuje kaskádové preťaženie zmenu sklonu rozlišovacej charakteristiky, čo prudko znižuje kvalitu systému.

Podľa princípu konštrukcie AGC systémov sa delia na tri hlavné typy: open-loop, alebo bez spätnej väzby (obr. 2.2, 2.3); zatvorené, príp spätná väzba(obr. 2.4); kombinované. Existujú jednoslučkové a viacslučkové systémy AGC s plynulým a digitálnym nastavovaním. AGC bez spätnej väzby poskytuje vysokú stálosť amplitúdy výstupného signálu, keď sa vstupný signál mení v širokom rozsahu, avšak riadená hodnota závisí od stability parametrov obvodu AGC.

Inerciálny AGC systém s otvorenou slučkou (obr. 2.2) obsahuje nastaviteľný zosilňovač (U), systémový zosilňovač AGC (UAGC), detektor AGC (DAGC) na získanie riadiacej akcie a dolnopriepustný filter (LPF), ktorý eliminuje modulačnej frekvenčnej zložky, aby sa zabránilo demodulácii AM rádiového signálu.

Ryža. 2.2 - Štrukturálny diagram otvoreného inerciálu

AGC systémy

Časový systém (obr. 2.3) obsahuje zariadenie na generovanie riadiaceho napätia (VARU), ktorého činnosť je časovo synchronizovaná externým impulzom.

Ryža. 2.3 - Štrukturálny diagram systému AGC s otvorenou slučkou (а)

a časový diagram vysvetľujúci princíp jeho činnosti (b)

V praxi sú najpoužívanejšie inerciálne AGC systémy so spätnou väzbou (obr. 2.5). Delia sa na systémy kontinuálneho a pulzného pôsobenia. Všetky tieto systémy môžu byť oneskorené alebo bez oneskorenia.

Ryža. 2.4 - Štrukturálne diagramy spojitých AGC systémov

so spätnou väzbou (a) - nezosilnená kombinovanou detekciou, (b) - nezosilnená samostatnou detekciou

Princíp fungovania systému AGC je nasledovný. Vstupné napätie U v ( t) sa privádza na vstup zosilňovača s premenlivým ziskom. Výstupné napätie zo zosilňovača je privádzané na vstup detektora, následne sa detekovaný signál pripočítava k oneskorovaciemu napätiu U h. Celkové napätie U c je zosilnený jednosmerným zosilňovačom (UPT) a privádzaný do dolnopriepustného filtra (LPF), LPF generuje riadiace napätie U y, čím sa mení zisk. Závislosť zosilnenia zosilňovača od riadiaceho napätia sa nazýva riadiaca charakteristika, možno ju aproximovať lineárnym vzťahom

, (2.0)

kde k 0 je zosilnenie pri riadiacom napätí rovné nule;

 je strmosť regulačnej charakteristiky.

Ryža. 2.5 - Funkčná schéma vylepšeného systému oneskoreného oneskorenia

AGC so spätnou väzbou

Účinok stabilizácie úrovne výstupného napätia U von ( t) sa dosiahne vďaka tomu, že so zvýšením úrovne U von ( t) sa zvyšuje a ovládacie napätie U y, pod vplyvom ktorého v súlade s výrazom (2.1) klesá zosilnenie zosilňovača, čo vedie k zníženiu úrovne vstupného signálu.

Aby sa predišlo poklesu úrovne výstupného signálu pri nízkych vstupných vplyvoch a aby sa zabezpečila činnosť systému AGC od určitej úrovne, do systému sa privádza oneskorovacie napätie U h. V dôsledku toho sa riadiace napätie objaví iba vtedy, keď napätie na výstupe amplitúdového detektora prekročí oneskorené napätie U h.

, ak
, (2.0)

, ak
,

kde K e je koeficient prenosu detektora.

Dolnopriepustný filter v spätnoväzbovom obvode systémov AGC je určený na prenos riadiaceho napätia s frekvenciami zmeny úrovne výstupného napätia AGC. V tomto prípade musí byť LPF inerciálny vzhľadom na frekvencie užitočnej modulácie, inak bude užitočný signál demodulovaný.

Výstupné napätie AGC

Rovnice (2.2)–(2.3) zodpovedajú blokovej schéme systému AGC (obr. 2.6). V tejto schéme je nelineárne spojenie (NC) opísané závislosťou

(2.0)

V ustálenom stave (pri konštantnej úrovni napätia na vstupe systému AGC) z (2.2) – (2.4) nasledujú:

pri u d< u h;

pri u e  u h, (2,0)

kde k upt je zosilňovací faktor UPT.

Ryža. 2.6 - Schéma štruktúry systému AGC

so spätnou väzbou

Rovnica (2.5) definuje riadiacu charakteristiku systému AGC so spätnou väzbou.

Ryža. 2.7 - Amplitúdová charakteristika systému AGC

Amplitúdové charakteristiky uzavretého systému AGC (obr. 2.7.) sú uvedené pre prípady: 1 - bez systému AGC, 2 - jednoduché AGC, 3 - oneskorené AGC, 4 - rozšírené a oneskorené AGC.