Как выбрать усилитель сотовой связи

19.02.2018

Репитер сотовой связи - устройство, предназначенное для расширения зоны покрытия сигнала и обеспечивающее стабильный сигнал в местах, где он плохо улавливается или вовсе отсутствует. Нередко вместо слова «репитер» используются синонимы: усилитель сотовой связи, ретранслятор GSM, усилитель GSM, сотовый усилитель.

Разновидности репитеров

Однодиапозонные широкополосные репитеры - самые распространенные и наиболее дешевые устройства, рассчитанные на работу во всей полосе частот одного стандарта. Подобные репитеры усиливают сигналы сразу всех операторов сотовой связи, вещающих в полосе частот одного диапазона, например: 2G 900 МГц или 3G 2000 МГц.

Однодиапазонные полосовые репитеры рассчитаны на поддержку только одного оператора сотовой связи и работу только в одном диапазоне.

Мультидиапозонные репитеры работают одновременно в нескольких стандартах (например, 2G/3G или 2G/3G/4G) и позволяют обеспечить стабильную голосовую связь и доступ к высокоскоростному интернету.

Линейные усилители (бустеры или дополнительные усилители) - репитеры с низкой чувствительностью. Они применяются только совместно с репитерами и позволяют в несколько раз увеличить мощность выходного сигнала после репитера. Совместное использование репитера и бустера обычно выгоднее, чем покупка одного дорогостоящего репитера большой мощности.

Коэффициент усиления

Коэффициент усиления (КУ), измеряется в децибелах. Репитеры с высоким КУ способны работать с более низким по уровню входным сигналом. Если расстояние от объекта, на котором установлен репитер, до базовой станции оператора меньше 5 км, можно выбрать репитер с КУ 50 – 70 дБ . При расстоянии от 5 до 15 км, рекомендуется выбрать репитер с КУ 70 – 80 дБ. Если объект располагается от базовых станций операторов сотовой связи на расстояние более 15 км, потребуется репитер с КУ более 80 дБ .

На маломощных моделях репитеров значение коэффициента зафиксировано и не регулируется. В репитерах средней и высокой мощности производителями предусмотрена возможность регулировки КУ.

Выходная мощность

Чем больше мощность репитера , тем большую площадь покрытия он может обеспечить. Соответственно, чем больше объект, тем большая нужна выходная мощность репитера. При выборе репитера необходимо учитывать материал стен и перекрытий, конфигурацию помещений, наличие сигналов сотовой связи на объекте и расположение базовых станции относительно объекта.

Почти у всех производителей усилителей связи в технических характеристиках для каждой модели репитера обозначена максимальная площадь покрытия, например, до 1500 кв. м. Это значение отображает максимально возможную площадь обслуживания репитера при отсутствии каких-либо препятствий для распространения сигнала. Для определения реальной площади покрытия необходимо поделить значение данного параметра на 3, а если необходимо иметь некоторый запас мощности, то и на 5.

Безопасность

Так как репитер является излучающим устройством, неправильный выбор модели может создавать помехи для базовых станций операторов сотовой связи. В случае обнаружения проверяющими органами некорректно работающего репитера виновным признается владелец оборудования, к которому в рамках кодекса об административных нарушениях могут применяться штрафные станции.

Справочная статья, основанная на экспертном мнении автора.

У Вас плохой уровень сигнала и не работает сотовый телефон.

Решение – установка системы усиления сотовой связи.

Как выбрать репитер GSM или 3G?

Частая ошибка самостоятельного выбора оборудования для монтажа системы усиления – «…у меня небольшая площадь, скорей всего подойдет недорогой репитер…»

В первую очередь выбор репитера зависит от частоты и уровня сигнала всех операторов сотовой связи которых планируете усилить.

Т.е. чем хуже сигнал в месте установки внешней (донорной) антенны, тем более мощный репитер Вам необходимо устанавливать.

Во вторую очередь выбор репитера зависит от площади и сложности помещения (территории), которые нужно накрыть связью. От этого зависит количество и тип внутренних антенн.

Качество работы системы усиления GSM сигнала будет во многом зависеть от правильного расположения внутренних антенн относительно друг друга и относительно внешней антенны.

Для нормальной работы системы усиления, должна быть обязательно обеспечена необходимая развязка между внешней внутренними антенными.


Закольцовка сигнала не допустима.

Возможности ретрансляторов не безграничны. Рекомендуемые количества антенн для ретрансляторов Picocell, которые могут быть установлены Вами самостоятельно:

  • Ретрансляторы класса SXB – до 2-х антенн
  • Ретрансляторы класса SXA – до 4-х(5-ти) антенн
  • Ретрансляторы класса SXL – до 10-ти антенн

Если Ваша система усиления требует прокладки длинных трасс кабеля, это может наложить ограничения общую работу системы и на количество используемых антенн.
Потребуется установка дополнительно линейного усилителя или нескольких линейных усилителей.

Если Ваша система имеет 2-е и более антенн, а плечи кабеля от делителя сигнала к антеннам имеют разную длину рекомендуется использовать направленные ответвители на 5, 7, 10, 15дБ. Выбор ответвителя рассчитывается из разницы длин кабеля и затухания сигнала.

Например:

У Вас в системе 2-е внутренние антенны.
Вы устанавливаете систему усиления для 900МГц.
От делителя к антеннам идут два кабеля 5D-FB 1м и 20м. Разница 19м.
Затухание сигнала в кабеле 5D-FB на 900МГц – 0,197дБ/м.
19х0,197=3,743дБ – разница потерь в кабеле.
Рекомендуем установит направленный ответвитель на 5дБ, направление 5дБ в сторону короткого плеча кабеля.

  1. Если у вас есть возможность, пожалуйста, пришлите нам план вашего здания, помещения, подвала в котором надо улучшить прием. Для того, что бы понять, как у вас там обстоят дела, и что вам понадобится нам подойдет даже нарисованный на листочке план вашего помещения.
  2. Какой уровень приема на крыше вашего дома?
  3. Есть ли у вас возможность установить внешнюю антенну на крыше вашего дома, то сколько примерно метров кабеля понадобится от центра вашего помещения до крыши дома, в котором находится ваше помещение?
  4. Какой уровень приема на фасаде здания между первым и вторым этажом?
  5. Сколько примерно понадобится метров кабеля с фасада здания до центра вашего помещения?
  6. Где вы хотите или имеете возможность установить внешнюю антенну? (фасад здания, крыша дома итд. Антенна должна стоять только в том месте, где прием самый лучший!!)
  7. Какая толщина стен в вашем помещении между комнатами, в которых надо сделать прием и из чего сделаны стены между комнатами, в которых нужно сделать прием вашим сотовым телефонам?
  8. Для каких сотовых операторов вам нужно сделать прием, и на каких частотах работают ваши операторы?
  9. Сколько людей должны иметь возможность говорить одновременно по сотовым телефонам?
  10. Сколько всего у вас сотовых телефонов?
  11. Сколько всего у вас комнат, в которых нужно сделать прием, и какая площадь каждой комнаты?
  12. Какая общая площадь вашего помещения?
  13. Сколько этажей в вашем здании?
  14. На каком этаже находится ваше помещение?
  15. Зимой, у вас какая температура? до минус скольких градусов?
    (это нужно для того, что бы понять, каким кабелем лучше укомплектовать усилитель, так как каждый кабель используется при разной температуре)
  16. Если у вас на улице приема нет, то в скольких метрах-километрах появляется хороший и уверенный прием?
  17. Есть ли возможность установить мачту длиной 2-5-10 метров, для закрепления внешней антенны на крыше вашего здания
    (может у вас там уже стоит мачта, сколько она метров?)?
  18. Сколько вам понадобится метров кабеля от репитера/делителя до каждой дополнительной внутренней антенны? (хотя бы примерно)
  19. Какой ВАМ НУЖЕН усилитель - ? ДЛЯ ОТКРЫТОЙ ПЛОЩАДИ (для улицы)
    или для закрытого помещения (квартира, офис, подвал, дача, коттедж, бункер, автостоянка, бар, ресторан итд)?
  20. Если вам нужно покрыть приемом улицу, тогда вам нужно прислать нам подробный план всего вашего участка с указанием домов и всех построек и указать на данном плане, в каком месте вашего участка есть самый лучший прием (там нужно будет поставить мачту и установить принимающую сигнал внешнюю антенну).
  21. Насколько далеко от вас находится базовая станция или базовые станции сотовых операторов?Сколько километров от вас?Эту информацию лучше уточнить у вашего сотового оператора! Это важно при выборе репитера.
  22. Есть ли прямая видимость базовой станции с места установки внешней антенны?Прямую видимость базовой станции обычно можно добиться следующим путем:
    1. Внешняя антенна устанавливается на крышу вашего дома.
    2. Вокруг вашего дома нет плотной застройки домов выше вашего. Если есть плотная застройка домов выше вашего,тогда вашу внешнюю антенну надо устанавливать на самый высокий дом или ставить мачту,которая по длине будет выше того дома,который загораживает вам вид на базовую станцию сотового оператора. (К сожалению это не всегда возможно и иногда проще купить более мощную модель репитера,чем ставить мачты и искать прямую видимость).
    3. Базовая станция сотового оператора должна находиться не далее 5-35 км от вас.
  23. Собираетесь ли в пользоваться интернетом через мобильный телефон? Как часто вы собираетесь пользоваться интернетом через мобильник?
  24. Чем покрыта крыша вашего дома/здания? (Варианты ответов: Железом,мягкой кровлей,из железобетона)

Операторы сотовой связи используют два частотных диапазона: 900 и 1800 МГц. В населённых пунктах с многоэтажной застройкой сотовая связь чаще всего работает в диапазоне 1800 МГц, а за городом и в местах малоэтажной застройки - в диапазоне 900 МГц. Это связано с особенностями распространения радиоволн и количеством свободных каналов.

Чем ниже частота (900 МГц), тем лучше и дальше распространяются радиоволны в условиях пересеченной местности. Благодаря этому базовые станции могут быть расположены далеко друг от друга. Ещё одним важным свойством радиосигнала низких частот является то, что они проникают в здания лучше, чем сигналы более высоких частот.

Радиоволны высоких частот (1800 МГц) быстро затухают на больших расстояниях и хуже проникают в здания и помещения. Однако эти, казалось бы, отрицательные свойства становятся преимуществом при использовании более высоких частот в городах: в каждой точке города каждое абонентское устройство, грубо говоря, “видит” лишь небольшое число базовых станций. Таким образом, базовые станции почти не “мешают” друг другу.

В стандарте GSM-1800 количество каналов значительно больше, чем в стандарте GSM-900, что позволяет одновременно работать большему количеству абонентов. Это ещё одна причина, почему в городах используется стандарт GSM-1800, а в малонаселённых районах - в основном, GSM-900.

Диапазон

Uplink, МГц

Downlink, МГц

Количество каналов

Номера используемых каналов

Ширина полосы канала связи, кГц

Е-GSM

880-915

925-960

174

1-124, 974-1024

200

GSM-900

890-915

935-960

124

1-124

200

GSM-1800

1710-1785

1805-1880

374

512-886

200


Обследование объекта.

Сначала необходимо выяснить у заказчика, какие именно проблемы сотовой связи он хочет решить. В данной статье мы рассмотрим только усиление голосовой связи и не будем рассматривать усиление мобильного интернета (однако установка репитеров для мобильного интернета отличается от установки репитеров для мобильной связи лишь в небольших деталях).

Заказчик может захотеть усилить сигнал как одного какого-то оператора, так и сигналы нескольких или сразу всех операторов.
Распределение полос радиочастот (т.е. каналов) между операторами различается между регионами, эту информацию можно увидеть в следующих таблицах: для 900 МГц и 1800 МГц.

Из этих таблиц можно увидеть, на каких частотах могут работать интересующие нас операторы. Поэтому уже на этом этапе выполнения работ можно примерно оценить их сложность и стоимость.

Обследование объекта должно осуществляться с использованием анализатора спектра. Netmonitor на телефоне можно использовать только как вспомогательный инструмент, так как Netmonitor не является средством измерения и его показания не могут служить основанием для принятия каких-либо решений. Однако Netmonitor всё же может быть полезным, так как он, в отличие от анализатора спектра, показывает номер канала и название оператора. С помощью Netmonitor’а хорошо контролировать правильность измерений, проводимых анализатором спектра.

Перед выездом на объект инженер должен ознакомиться с картой расположения базовых станций. В основном, эти карты созданы любителями и не являются официальным источником информации. Но они могут помочь хотя бы примерно сориентироваться в ситуации. Эти карты легко доступны в интернете и постоянно обновляются.

При прибытии на объект инженер должен осмотреть его и определить места, где будет возможно поставить внешние и внутренние антенны.

Определение возможных мест установки антенн должно происходить с учётом нескольких факторов:

  • направления на нужные базовые станции для внешних антенн;
  • необходимые зоны охвата внутри помещений для внутренних антенн;
  • взаимное расположение внутренних и внешних антенн (для недопущения самовозбуждения);
  • удобство монтажа;
  • расположение антенн, усилителей, кабелей должно устраивать заказчика.

Определение радиочастотной обстановки.

На следующем этапе необходимо сделать замеры уровней сигналов Downlink (т.е. с базовых станций) в каждой точке возможной установки внешних антенн. Замеры необходимо проводить с помощью анализатора спектра и измерительной внешней антенны. Необходимо составить таблицы зависимостей уровня сигнала от частоты приёма.
Например, стоит задача усилить трёх операторов (Билайн, Мегафон и МТС) в Воронежской области. На рисунке (это вид сверху на крышу дома) показаны три точки, где есть доступ на крышу и где поэтому существует возможность установить внешние антенны (точки А1, А2 и А3).


Порядок действий таков:

1. В таблице распределения радиочастот находим, что в Воронежской области операторы работают на следующих частотах:

2. С помощью Netmonitor’а у каждого оператора в каждом частотном диапазоне выбираем канал, на котором находятся каналы downlink. Каналы следует выбирать так, чтобы частоты от разных операторов были как можно больше разнесены друг от друга (хотя бы на 5-10 МГц). Следует учесть, что базовая станция может работать всего на нескольких каналах, и эти каналы могут иногда меняться.

3. С помощью приведённых ниже формул рассчитываем частоты, которые соответствуют каждому выбранному каналу (n - номер канала).

E-GSM f(DownLink)=925+0.2*(n-973) f(UpLink)=880+0.2*(n-973)
GSM-900 f(DownLink)=935+0.2*n f(UpLink)=890+0.2*n
GSM-1800 f(DownLink)=1805+0.2*(n-511) f(UpLink)=1710+0.2*(n-511)

4. Записываем полученные данные в таблицу. Например, могут получиться такие значения:

Опрератор Downlink, МГц Выбранные номера каналов
Билайн 940,9-948,9
1805,1-1819,9

42
517

941,2
1806,2

Мегафон 949,1-950,3
951,1-956,3
957,7-959,5
1842,9-1857,9

73
702

949,6
1843,2

МТС 935,1-940,7
950,5-950,9
956,5-957,5
959,7-959,9
1858,1-1872,5

124
840

959,8
1870,8

5. Получилось шесть частот, на которых мы будем проводить измерения. В каждой точке возможной установки внешней антенны необходимо найти, во-первых, направления, с которых уровни сигналов на каждой из шести частот имеют максимумы, и, во-вторых, записать значения этих максимумов. Все полученные данные необходимо занести в таблицу и нанести на рисунок. На следующем рисунке стрелками показаны направления, в которых сигналы имеют максимумы. Для наглядности длины стрелок пропорциональны уровням принимаемых сигналов.

Опрератор Downlink, МГц Выбранные номера каналов Частоты, соответствующие выбранным каналам, МГЦ Уровни сигналов в точке А1, дБм Уровни сигналов в точке А2, дБм Уровни сигналов в точке А3, дБм
Билайн 940,9-948,9
1805,1-1819,9

42
517

941,2
1806,2

75
-72

82
-81

101
-98

Мегафон 949,1-950,3
951,1-956,3
957,7-959,5
1842,9-1857,9

73
702

949,6
1843,2

100
-105

90
-93

78
-80

МТС 935,1-940,7
950,5-950,9
956,5-957,5
959,7-959,9
1858,1-1872,5

124
840

959,8
1870,8

78
-80

76
-71

93
-90

6. Из таблицы и рисунка стало видно, что внешние антенны для усиления сигналов Билайна и МТСа можно ставить в точке А1 или А2, для усиления Мегафона - только в точке А3.

В рассмотренном нами примере все базовые станции работают как в диапазоне 900 МГц, так и в диапазоне 1800 МГц. На практике такого, скорее всего, никогда не будет, так как каждая БС работает в каком-то одном диапазоне.


Выбор расположения внутренних антенн

Мы решили первую задачу - определили для внешних антенн направления на нужные базовые станции.

Следующая задача - это определить для внутренних антенн необходимые зоны охвата внутри помещений:

  • расположение внутренних антенн зависит от конфигурации внутренних помещений и от того, в каких помещениях заказчик хочет усилить сигнал;
  • необходимо учесть из каких материалов сделаны внешние стены здания, перекрытия и внутренние перегородки. Сплошная металлическая кровля ослабляет сигнал на 40-60 дБ; толстые кирпичные, железобетонные стены и перекрытия ослабляют сигнал на 20-40 дБ; гипсокартонные, деревянные перегородки ослабляют сигнал на 10-20 дБ. При этом следует учитывать то, что более высокие частоты диапазона 1800 МГц ослабляются сильнее, нежели частоты диапазона 900 МГц.
  • взаимное расположение внутренних и внешних антенн должно быть таким, чтобы не было самозбуждения усилителя, т.е. такой ситуации, в которой сигнал с внутренней антенны улавливается внешней антенной, усиливается, подаётся на внутреннюю антенну, и так далее.

Если грамотно и надёжно усилить сигнал Downlink (т.е. от БС к телефону), то проблем с сигналом Uplink (т.е. от телефона к БС) быть не должно. При использовании такой сигнал тоже усилится. Обычно канал усиления Uplink в репитере делают с усилением на 5...10 дБ меньшим, чем усиление канала Downlink. Чтобы телефон надёжно принимал сигнал Downlink, он должен быть не менее -80 дБм (в точке пространства, где находится телефон). Чтобы базовая станция надёжно принимала сигнал Uplink , он должен быть не менее -95 дБм (в точке пространства, где находится приёмная антенна базовой станции). Это связано с тем, что на базовых станциях используются малошумящие канальные фильтры и усилители, которые могут усиливать очень слабые сигналы от телефонов. Такой усилитель сужает полосу приема сигнала до 100 раз, уменьшая до 10...20 дб собственный уровень шумов приемника базовой станции.

Однако телефоны могут принимать только относительно мощные сигналы, так как в телефонах существует ряд технических ограничений на возможность приема сигнала с большей чувствительностью. Это обусловлено технической сложностью реализации в размерах телефона приемной антенны с высоким усилением и входного фильтра - преселектора приемника.

Режимы работы телефонов при приёме сигналов Downlink разной мощности:

Уровень сигнала Downlink, дБм Режим работы телефона
<-100 Нет связи
-100 … -90 Нет связи или одна “палка”, иногда приходят СМС
-80 … -90 Одна-две “палки”, может быть возможен разговор
-80 … -70 Три-четыре “палки”, уверенный приём
-70 … -50 Все “палки”, идеальный приём на улице в зоне прямого действия базовой станции, без помех и препятствий

Расчет сигнала Downlink

Проведём расчёт сигнала Downlink для каждой точки возможной установки внешних и внутренних антенн. Для этого необходимо сложить:

  • уровень сигнала в точке установки внешней антенны;
  • усиление внешней антенны;
  • потери в разъёмах и кабеле;
  • усиление репитера;
  • потери в разъёмах и кабеле;
  • потери в разветвителях сигналов (при их наличии);
  • усиление внутренней антенны;
  • затухание сигнала внутри помещения.

Необходимо сделать так, чтобы в том помещении, где мы хотим усилить сотовую связь, уровень сигнала Downlink не был ниже -80 … -75 дБм.

В таблице ниже приведено затухание сигнала в свободном пространстве в зависимости от расстояния до антенны. С использованием этой таблицы необходимо внести поправку на затухание внутри помещения (берётся максимальное расстояние от внутренней антенны до дальнего угла помещения).

Диапазон Расстояние
1 м 2 м 3 м 4 м 5 м 10 м 20 м 30 м 40 м 50 м
900 32 дБ 38 дБ 41 дБ 44 дБ 46 дБ 52 дБ 58 дБ 61 дБ 64 дБ 66 дБ
1800 3 дБ 44 дБ 47 дБ 50 дБ 50 дБ 58 дБ 64 дБ 67 дБ 70 дБ 72 дБ

Пример расчёта сигнала Downlink с БС Билайна в диапазоне 1800 МГц с установкой антенны в точке А2:

-81 дБм (сигнал Downlink с БС Билайна в точке А2 в диапазоне 1800 МГц)
+14 дБ (усиление внешней антенны)
-4 дБ (внешняя антенна в точке А2, возможно, будет направлена между базовыми станциями Билайна и МТСа, поэтому усиление антенны будет несколько меньше номинального)
-7 дБ (примерные потери в разъёмах и кабеле длиной 10 м между внешней антенной и репитером)
+Кр (коэффициент усиления репитера, мы его как раз и должны найти)
-7 дБ (примерные потери в разъёмах и кабеле длиной 10 м между репитером и внутренней антенной)
+8 дБ (усиление внутренней антенны)
-58 дБ (примерное затухание сигнала в комнате на расстоянии 10 метров от антенны до дальнего угла комнаты)

Расчитаем: -81+14-4-7+Кр-7+8-58

Получилось (Кр-135) дБ.

Как уже говорилось, уровень сигнала Downlink должен быть не ниже -80 … -75 дБм. Поэтому Кр=135-75=60 дБ. Таким образом, минимальное усиление репитера должно быть не менее 60 дБ. Так как у каждого репитера есть погрешность в указании коэффициента усиления (примерно 3 дБ), неравномерность АЧХ (примерно 3 дБ) и коэффициент шума (примерно 6 дБ), то в итоге необходимо выбрать репитер с услением примерно 70 дБ. Конкретные характеристики каждого репитера необходимо смотреть в его паспорте, но не стоит забывать, что репитеры от незнакомых или ненадёжных производителей могут иметь весьма завышенный коэффициент усиления по паспорту, неравномерную АЧХ и коэффициент шума.

Таким образом, при установке репитера с усилением 70 дБ внутри помещения в дальнем его углу сигнал Downlink от Билайна будет равен -65 дБм.


  • уровень синала от БС МТСа = -55 дБм
  • уровень сигнала БС от Мегафона = -87 дБм (мы вычли ещё 10 дБ, так как внешняя антенна усилением 14 дБ в точке А2 будет принимать сигнал от БС Мегафона с усилением примерно 0 дБ, так как будет направлена в сторону от направления максимума).

Расчёт развязки внешней антенны относительно внутренней

Выбор репитера с учётом радиочастотной обстановки

Таким образом, после изучения радиочастотной обстановки на объекте мы получили информацию о сигналах Downlink от различных операторов, а именно уровни каналов каждого оператора. В зависимости от того, какой оператор, на каких каналах и с какими уровнями передает сигналы, следует выбор той ли иной схемы усиления.

Кратко об усилении репитера

Рассмотрим репитер с коэффициентом усиления 50 дБ. Тут всё просто: подав на его вход сигнал с уровнем -83 дБм, мы получим на выходе -83+50=-33 дБм. Однако у каждого репитера помимо коэффициента усиления указывают максимальную выходную мощность (ещё эту величину называют “точка компрессии”). Это максимально возможный выходной сигнал усилителя, выше которого начинают расти искажения и падает общее усиление репитера. До этой величины усиление можно считать линейным.


Но дело в том, что все без исключения производители репитеров лукавят, указывая усиление и амплитудно-частотную характеристику для одного канала. А нам необходимо усилить множество каналов. При усилении нескольких каналов коэффициент усиления репитера уменьшается в перерасчёте на один канал. Но об этом чуть позже.
Репитер не должен работать в режиме, близком к точке компрессии (для рассматриваемого репитера это 20 дБм - эта величина указывается в паспорте репитера и называется максимальной выходной мощностью), так как будут расти интермодуляционные искажения.
Поэтому репитер должен работать в режиме, в котором мощность на выходе меньше точки компрессии на 10-15 дБ.
То есть в рассматриваемом нами репитере на вход можно подать максимум -40 дБм. Тогда на выходе репитера будет 10 дБм, что как раз на 10 дБ меньше точки компрессии для этого репитера.

Как проявляются интермодуляционные искажения

Итак, повторим ещё раз: репитер не должен работать в режиме, близком к максимальной выходной мощности.

Что значит “коэффициент усиления репитера”

Рассмотрим репитер с коэффициентом усиления 50 дБ и максимальным выходным уровнем 20 дБм. Это значит, что репитер усилит ОДИН входящий канал с коэффициентом 50 дБ при условии, что больше нет никаких других входящих сигналов в диапазоне усиления репитера. Это идеальный случай и такого почти никогда не бывает. Всегда есть несколько каналов на входе и какие-то шумы и помехи. Каждый дополнительный канал уменьшает коэффициент усиления на величину 10Lg(N/2). Эта формула справедлива, когда уровни сигналов примерно одинаковы и различаются не более чем на 1 дб. Например, для 10 каналов на входе усиление репитера упадет примерно на 7 дб. И соответственно, максимальный выходной уровень будет уже 20-7 = 13 дБм.

Если на входе репитера присутствуют не только полезные сигналы, но и помехи, то они тоже будут уменьшать коэффициент усиления в перерасчёте на полезные каналы.

Таким образом, коэффицент усиления репитера зависит от количества усиливаемых каналов. Важно знать, что ночью базовая станция может работать всего на одном-двух каналах, так как количество звонков невелико. Соответственно, коэффициент усиления репитера будет большой. Днём же количество активных абонентов увеличивается, базовые станции автоматически увеличивают количество каналов, и коэффициент усиления репитера закономерно снижается.

АЧХ репитеров

АЧХ - амплитудно-частотная характеристика - зависимость коэффициента усиления репитера от частоты. АЧХ репитеров всегда нелинейная, имеет завалы на границах диапазонов по 3-8 дБ. Кроме того, АЧХ каждого конкретного репитера отличается от АЧХ другого репитера.
АЧХ идеального репитера диапазона GSM-900 с коэффициентом усиления 50 дБ должна выглядеть вот так:


Но мир электроники неидеален, и у настоящего репитера АЧХ выглядит вот так (на рисунке показан АЧХ репитера VECTOR R-610):


Как видим, репитер будет усиливать какие-то каналы лучше, а какие-то хуже. Особенно внимательными нужно быть при усилении каналов, находящихся на границах диапазонов.
В силу особенности схемотехники дешевых репитеров, чем выше усиление репитера, тем более неравномерную АЧХ он имеет. Авторам данной статьи попадались китайские и российские экземпляры репитеров, имеющие неравномерность АЧХ в рабочем диапазоне до 18 дБ. Это также надо учитывать при установке.

Необходимо обратить внимание

  • Если разность частот входящих каналов составляет 5-10 МГц при разнице их уровней в 10 дБм, то все эти каналы усилятся без искажений.
  • Если разность частот входящих каналов составляет порядка 1 МГц при разнице их уровней в 10 дБ, то слабый сигнал может быть подавлен более сильным. В данном случае необходимо либо усиливать каналы раздельно с помощью разных репитеров, либо пытаться найти другие каналы, сильнее разнесённые друг от друга.

Способы улучшения качества усиления

  • Можно использовать канальные репитеры. Они усиливают только узкую полосу с нужными каналами. Такие репитеры несколько дороже обычных, но иногда только их применение сможет усилить сигнал в сложной радиочастотной обстановке.
  • Необходимо покупать оборудование (репитеры, кабели, разъёмы, фильтры и т.д.) только у надёжных поставщиков и желательно у тех, которые сами занимаются установкой репитеров, так как только тогда риск нарваться на левое оборудование с непонятными характеристиками будет минимален.
  • Можно использовать фильтры сигналов Uplink и Downlink на те частоты, которые мы хотим усилить. Это способ, которые способны использовать только очень опытные установщики непосредственно взаимодействующие с производителями репитеров.

Для чего предназначены устройства усиливающие сигнал сотовой связи? Он предназначен для обеспечения высокого качества приема - передачи радиосигнала сотовой связи и интернет соединения. Устройство имеет несколько названий – репитер, ретранслятор, усилитель GSM. Репитер отлично подойдет для владельца загородного дома, коттеджа или для офисного здания.

На сегодняшний день производители аппаратуры для сотовой связи предоставляют огромный выбор устройств усиливающих сигнал сотовой связи. Для того чтобы правильно выбрать необходимый усилитель достаточно дочитать эту статью до конца.

Итак, на что следует обратить внимание при выборе репитера:

  • Совместимость со стандартами оператора предоставляющим вам свои услуги. Определитесь с услугами, которые вам необходимы - интернет, сотовая связь.
  • Дальность и мощность усиления сигнала. От этих показателей зависит эффективность покрытия необходимой территории, на которой предполагается стабильное использование репитера.
  • Тип передающей антенны.
  • Качество соединительных кабелей.

Исходя из всего вышеперечисленного, можно сделать выбор подходящего вам усилителя, внешней антенны и кабеля. Давайте рассмотрим по порядку основные аспекты выбора.

Выбор необходимых услуг

Выбирайте устройство в зависимости от ваших потребностей. Определитесь, что вам нужно-стабильная сотовая связь, высокоскоростной интернет. Например, для улучшения сотовой связи, достаточно GSM ретранслятора. Для качественного интернет соединения потребуется 3G репитер и мощная антенна. Уточните у вашего оператора, по какому стандарту они работают – GSM 900,1800,2100. Берите репитер с поддержкой стандарта вашего оператора. Устройства связи GSM могут работать на частоте 900, 1800 и 2100 МГц, обратите на это внимание.

В случае если вам требуется интернет соединение и сотовая связь одновременно, приобретайте комбинированные устройства усиления сигнала, такие как GSM-3G репитеры, соединяющие в себе возможности обеих услуг, интернет и связь. В основном такие устройства выпускают зарубежные производители. Но их выбор на Российском рынке уже достаточно высок.

Качество сотового сигнала

Как проверить качество принимаемого сигнала вашего оператора? Воспользуйтесь сотовыми телефонами разных производителей, если есть такая возможность. Если такой возможности нет, будет достаточно провести проверку связи на вашем мобильном телефоне. Так вы можете узнать уровень сигнала, исходя из этого, сможете определиться, насколько мощный усилитель вам понадобиться. Чем слабее прием сигнала, тем более мощный усилитель вам понадобится. Такой способ поможет вам вычислить коэффициент усиления репитера. Смотрите на дисплей своего телефона. Если прием сигнала внутри дома колеблется от 2-х до 4-х делений, то вам подойдет репитер с коэффициентом усиления в 70 дБ. Если сигнал едва доходит до 2-х делений, то потребуется устройство с КУ в пределах 75-85 дБ.

Размер помещения

Еще один важный момент при выборе усилителя – размер помещения, в котором вам необходима качественная и стабильная связь. Обратите внимание на радиус действия и выходную мощность репитера. Понятно, что чем больше площадь помещения или офиса, тем более высокие показатели мощности усилителя вам понадобится. Если вам необходимо улучшить связь на территории до 200 кв.м. достаточно будет усилителя на 100 мВт. Для площади в 1,5 кв. километра, понадобится репитер мощностью в 600 мВт. Не стоит брать для маленькой площади мощный усилитель, он себя не оправдает, но все-таки не большой запас в мощности не повредит.<>Теперь вы знаете, по каким критериям выбирать устройство усиления сигнала сотовой соединения. Но это не все. Помимо усилителя понадобится приобрести антенну и кабеля. Для качественной и стабильной связи эти комплектующие просто необходимы. Антенна поспособствует усилению сигнала между оператором и вашим сотовым телефоном. А качественный кабель, снизит потерю сигнала от антенны до вашего репитера, что не маловажно для качественного приема.

Антенны для репитера делятся на два вида:

  1. Внешняя антенна. Ее следует устанавливать на самом высоком месте, для более качественного приема сигнала. Такая антенна не боится воздействия природных явлений – дождь, снег, ветер. Поэтому ее можно монтировать практически на любой открытой местности.
  2. Внутренняя антенна. Применяется для стабилизации и усиления передачи радиоволн внутри помещения, где и устанавливается. Она не покрывает таких больших площадей как внешняя антенна, поэтому чаще всего используется в частных постройках.

Не стоит забывать, что внешняя антенна устанавливается на самое высокое место, а внутренняя внизу, чтобы сигналы не пересекались и не создавали радиопомех.

Монтаж и обслуживание усилителя

Еще на стадии покупки репитера, уточните все условия гарантийного обслуживания и возможности последующего ремонта в случае поломки. Монтаж нового усилителя лучше доверить специалистам. В случае неправильной установки возможны последующие сбои в работе. Так же могут появиться помехи на станции оператора. Такие помехи всегда фиксируются. Выявляется источник помех, то есть ваш усилитель. Оператор предупредит вас о неисправности в работе сети из-за вашего репитера. Если вы в ближайшее время, не предпримите ни каких мер по устранению неисправности, оператор имеет право, обратится в Радиочастотный Центр. Там и будет решаться вопрос, по устранению данной проблемы в рамках закона об Административных нарушениях. Так что отнеситесь со всей серьезностью к монтажу усилителя.

Если вы решили произвести монтаж и настройку репитера самостоятельно постарайтесь придерживаться следующих правил:

  • Правильно измерьте уровень входящего сигнала с базовой станции вашего оператора.
  • Старайтесь приобретать все оборудование в комплекте и в соответствие с техническими показателями. Усилитель, кабеля и антенна должны подходить друг к другу по всем характеристикам.
  • В процессе монтажа и настройки репитера следите за тем, чтобы не создавать помех в сети оператора. Конечно, от помех вы полностью не избавитесь, но постарайтесь свести их к допустимому минимуму. Так вы избавите себя от лишних проблем.

В любом случае, рекомендуется обратиться к услугам специалистов-интеграторов. Весь процесс настройки очень сложен и не приемлет ошибок, которые могут привести к неприятностям. Не экономьте на оплате услуг предоставляемых компаниями по монтажу и настройки усиливающего оборудования. Лучше один раз заплатить и быть уверенным, что ваш репитер не доставит вам ни каких хлопот.

Похожие статьи