Как усилить сигнал сотовой связи

Операторы сотовой связи расширяют покрытие мобильной сети, но, несмотря на это, остаются зоны с плохим качеством приёма сигнала. Это связано с наличием препятствий на пути прохождения сигнала: железобетонные здания, растительность, дома в низинах. Вышки сотовой связи располагают для максимального охвата абонентов, не учитывая нужды отдельных пользователей услуг, т.к. это экономически не выгодно.

Вообще, качество связи зависит от двух факторов:

• Уровня сигнала
• Загруженности ретранслятора

В местах большого скопления людей может быть хороший уровень приёма, но связь будет с перебоями из-за перегруженности оборудования провайдера. В таких случаях усиление сотового сигнала не поможет. А вот если сигнал плохой на даче или офисе в подвальном помещении, то есть смысл установить собственный репитер – усилитель сигнала. Также не редки случаи, когда за городом связь ухудшается весной и летом! Это из-за густой растительности между базовой станцией оператора и мобильным телефоном абонента, которая распускает листья! 😊

Как работает усилитель сотовой связи

Чтобы усилить сигнал от базовой станции, прибегают как к самоделкам из жестяных банок, так и к активному оборудованию. Активное – означает усиливающее исходный сигнал, а не просто более длинную и чувствительную антенну. Принцип работы репитера простой, как два пальца:

• Внешняя антенна принимает сигнал от базовой станции;
• Усилитель мощности поднимает и корректирует уровень сигнала до номинального;
• Внутренние антенны распространяют волны внутри локальной зоны покрытия;
• И наоборот, т.е. принимается исходящий сигнал от телефонов и передаётся на антенну провайдера.

Внешняя антенна устанавливается на мачте, — т.е. в месте наилучшего приёма сигнала, например, на крыше дома. При этом внутри помещения, например в подвале, связи может не быть вообще.

Как выбрать репитер

Рабочая частота ретранслятора

На текущий момент мобильные операторы Мегафон, МТС, Билайн, Vodafone, Киевстар, Теле-2 и др. работают в нескольких стандартах: 2G, 3G, UMTS, 4G, LTE. Эти стандарты функционируют в определённых частотных диапазонах: 450, 800, 900, 1800, 2100 и 2600 МГц. Например, для обычной голосовой связи используется технология 2G на частотах 900 и 1800 МГц.

Соответственно, если нужно принять и усилить слабый сигнал в загородном или сельском доме, выбирайте репитер стандарта GSM900, как самый дальнобойный. А вот для работы интернета в офисных помещениях в черте города в сетях 3G и 4G подойдёт репитер на частотах 1800, 2100 и 2600 МГц.

Учтите, что в характеристиках репитера указана частота усиления, а не стандарт 2G, 3G, 4G и т.д. Поэтому для одновременной голосовой связи и интернета, выбирайте мультидиапазонные устройства, они работают на двух и более частотах сразу. Для высокоскоростного интернета больше подойдёт антенна с модемом и роутером.

Выходная мощность репитера

Репитер создаёт зону покрытия вокруг себя, и радиус этой зоны напрямую зависит от выходной мощности устройства. К примеру, передатчик мощностью 100мВт покроет площадь около 200-300 квадратных метров с учётом стандартных стен и перекрытий. Этого вполне достаточно для среднестатистической дачи, квартиры и офиса. А вот 250-300 мВт хватит для охвата от 500 до 1000 кв.м, чего будет достаточно даже для территории сельскохозяйственных угодий.

Когда покупают усилитель мобильной связи, учитывают небольшой запас по мощности, ведь вы не можете точно знать коэффициенты затухания стен или считать параметры базовой станции неизменными в будущем.

Мощность обозначается в милливаттах (мВт) или dBm. Эти величины конвертируются между собой по формуле или таблице:

Чем больше одновременно разговаривающих телефонов, тем меньше реальная выходная мощность. Например, для 4 входящих каналов, мощность упадёт на 3 дБм.

Коэффициент усиления репитера

Коэффициент усиления (КУ) показывает на сколько децибел будет усилен сигнал от внешней антенны, но не всё так просто. Так как в тракте усиления участвует не только сам репитер, то при выборе КУ учитываются также:

• Коэффициенты усиления внешней (донорной) и внутренней (сервисной) антенн;
• Затухание сигнала на проводах от внешней антенны до репитера. Чем длиннее провода, тем толще должно быть поперечное сечение;
• Непосредственно, уровень сигнала сотовой сети.

Чтобы получить необходимый КУ репитера, нужно сложить КУ антенн и вычесть потери на проводах, а также значения качества сигнала сотовой сети.

Для ресторанов, офисов и магазинов оптимальный КУ=60-75 дБ. А вот для загородных участков лучше присмотреться с репитерам с КУ от 75 до 80 дБ.

В ретрансляторах применяют технологию автоматического регулирования усиления. АРУ выравнивает уровень сигнала: низкий уровень усиливается больше, высокий сигнал усиливается меньше.

Амплитудно-частотная характеристика

Усилители 2G/3G/4G работают в конкретном рабочем диапазоне частот, например 890-915 Мгц, и имеют уникальную АЧХ. Это означает, что коэффициент усиления нелинеен, т.е. на границах диапазона усиление меньше. Какие-то каналы сотовых операторов будут работать чуть хуже, чем другие. В характеристиках нет графика АЧХ, но указан уровень неравномерности. Например, ±3 дБ фактически означает, что на границах диапазона КУ завален на 3 дБ. Особенно это касается дешёвых китайских репитеров, где реальный завал может быть ещё больше.

Как самому установить репитер

Ко всем устройствам в комплекте идёт подробная инструкция, чтобы вы установили репитер самостоятельно. Даже можно не вызывать специалиста по замеру сигнала от базовой станции, можно обойтись приложением для смартфона.

Очень важно оптимально установить уличную и комнатную антенны, чтобы достичь определённого уровня «развязки». Дело в том, что самая первая проблема при самостоятельной установке усилителя сотовой связи – это взаимное влияние антенн друг на друга. Это похоже на эффект самовозбуждения (осцилляции) усилителя, когда подносишь микрофон к колонке и возникает оглушительный писк. В случае с мобильной связью получается тоже самое, только вместо писка получается шум в эфире, при этом телефон будет показывать все палочки приёма.

Уменьшить эффект осцилляции можно разносом антенн в пространстве, как по вертикали, так и по горизонтали, это увеличивает затухание сигнала между ними. Также переворачивают сервисную панельную антенну на 90 градусов, это меняет поляризацию с вертикальной на горизонтальную и даёт дополнительную развязку на 10-20 дБ. Далее проводят юстировку внешней антенны – находят расположение БС оператора и направляют донорную антенну в её сторону.

Важно! В случае возникновения эффекта осцилляции усилителя, у вас может быть хорошая связь, но будут помехи на базовой станции, что очень портит качество сигнала по округе в целом. Вы не будете ничего замечать, пока специалисты не найдут источник помех (ваш репитер) и оштрафуют на кругленькую сумму. Самостоятельно определить всё ли сделано правильно очень затруднительно и требует некоторой сноровки. Рекомендую обращаться к специалистам по усилению сотовой связи в вашем регионе, либо получить консультацию в компании GSMUsilenie https://gsmusilenie.ru/.

Кроме репитера, нужно подобрать подходящую антенну:

• Внешние в сторону базовой станции: направленные и всенаправленные;
• Внутренние для локального покрытия: панельные и логопериодические.

При установке внешней антенны важно, чтобы кабель от антенны до репитера был максимально коротким. При длине фидера от 15м предъявляются повышенные требования к качеству кабеля: поперечному сечению и экранирующей оплётке.