Установка 3G, GSM, DCS или LTE репитеров сотовой связи

Разговоры по сотовой связи и работа мобильного Интернета в зданиях часто затруднены или вообще невозможны. В городе это обусловлено многоэтажной застройкой и железобетонными стенами домов, которые являются экраном для радиоволн. Проблемы возникают в магазинах, туннелях, подземных автостоянках, заправочных станциях, залах аэропортов, гостиницах.
В загородных домах и дачах слабый сигнал, чаще всего, обусловлен удаленностью от базовых станций сотовой связи.
Надо также отметить, что перегородки дома, в некоторых случаях, также являются экраном для радиоволн, поэтому целесообразно устанавливать разветвитель мощности и тянуть кабель к внутренним антеннам в разные комнаты.
Решением проблем плохой связи является установка повторителей 3G, GSM, DCS или LTE - двусторонних усилителей сотовых сигналов, которые значительно улучшают качество передачи данных и голосовые сообщения.

Рис.1. Таблица частот и стандартов сотовой связи

Принцип работы репитера. Сам репитер устанавливается в помещении. Внешняя, в данном случае направленная антенна, направляется на базовую станцию оператора сотовой связи. Сигнал от базовой станции поступает на усилитель-репитер, где он усиливается и через внутренние антенны переизлучается внутри помещения. Через обратный канал, сигнал от устройства сотовой связи поступает на внутренние антенны, а затем в репитер и через внешнюю антенну передается на базовую станцию.

Рис.2. Схема расположения репитера и антенн в индивидуальном доме

Как правильно установить репитер

Установка антенн
Антенна, направленная на базовую станцию, должна быть установлена на открытом пространстве, а не за крышей или перегородками дома. Её усиление должно соответствовать уровню внешнего сигнала. При низком уровне сигнала базовой станции, в качестве внешней антенны нужно использовать направленную антенну с большим коэффициентом усиления. Кабель с волновым сопротивлением 50 Ом, соединяющий внешнюю антенну с репитером, должен быть коротким и толстым, чтобы уменьшить затухание сигнала.
Внутреннюю антенну с широкой диаграммой направленности надо располагать посередине помещения, так чтобы обеспечить во всем помещении равномерно убывающую от точки расположения антенны напряженность поля. Если антенна будет стоять в углу, то напряженности поля в другом противоположном углу может не хватить для устойчивой связи. Но это еще не все, когда антенна находится рядом с проводящей стеной, то может возникнуть мощная отраженная волна, соизмеримая по мощности с основной, и тогда появится интерференция волн, что приведет к провалам связи в различных местах помещения.
Легкие диэлектрические перегородки, например, из сухого дерева, пропускают радиоволны, но с некоторым ослаблением. Радиоволнам также присуще явление дифракции, поэтому они могут проникать в помещение через проемы, если стены обладают экранирующим свойством. При наличии железобетонных стен, внутренние антенны надо устанавливать в каждом помещении!
Расположение внутренних и внешних антенн относительно друг друга
Внешняя антенна имеет вытянутую в сторону базовой станции диаграмму направленности, затухание сигнала с тыльной части антенны максимально, но у некоторых антенн есть значительные по величине боковые лепестки и задний лепесток диаграммы направленности. Если диаграммы направленности внешней и внутренних антенн пересекутся, то возникнет положительная обратная связь и вся система возбудится, т.е. она не будет воспринимать внешние сигналы, а будет генерировать свой хаотичный сигнал, который будет излучаться для окружающих в качестве помехи. Даже, если не произойдет "возбуд" взаимное влияние антенн может увеличить шумы системы. Чтобы этого не случилось, антенны надо располагать так, чтобы их диаграммы направленности не пересекались. Антенны должны быть изолированы друг от друга стеной, их также надо разносить между собой на максимально допустимое расстояние для обеспечения устойчивой работы системы, но при этом не надо забывать, что длинный кабель вносит большое затухание в систему, и сводит к нулю её эффективность!
Еще один способ, позволяющий ослабить взаимное влияние антенн - это расположить внутреннюю антенну в горизонтальной поляризации!
Перегрузка входных цепей репитера
Диаграмма типовой входной антенны репитера (outdoor) составляет примерно 60 градусов. Таким образом, в рабочую зону репитера попадают все базовые станции, находящиеся в зоне приема антенны. Сигналы ближайшей станции могут перегрузить входные цепи, увеличив тем самым шумы устройства и даже вызвать "самовозбуждение". При значительной степени перегрузки, даже при отсутствии "возбуда" репитер потеряет свойство усиления и станет бесполезной "железкой".
Чтобы избежать этого явления, можно попробовать повернуть антенну вправо или влево, от направления максимального сигнала. Если это не поможет перегрузке или ослабит полезные сигналы с базовой станции, тогда надо применить аттенюаторы на входе репитера, величина затухания которых подбирается опытным путем.
Если у репитера есть регулировка усиления, тогда можно ей воспользоваться и обойтись без установки аттенюатора.

 

 

 

 

Посчитаем площадь покрытия внутренней антенны
Уровень сигнала телефона в точке подключения внешней антенны GSM 900 МГц составляет -75 дБм. Коэффициент усиления внешней антенны 10 дБ, на выходе антенны имеем сигнал -75 + 10 = -65 дБм.  
Потери сигнала в кабеле RG-8X длиной 5м, согласно таблице затуханий на частоте 900МГц, составит 1 дБ.
На входе репитера сигнал составит: -65 -1 = -66 дБ.
Коэффициент усиления выбранного нами репитера составляет 65 дБ, на выходе его получаем: -66+65=-1 дБм
На выходе внутренней антенны получаем сигнал: с репитера -1, потери в кабеле -1 и + 7 (Ку антенны) итого + 5 дБм.
Далее дБм переводим в ватты, это будет 3.2 мВт.
Чтобы определить площадь покрытия 3.2 мВт х 6, получаем 19.2 кв.м. Что вполне достаточно для одной комнаты. Для двух комнат ставится делитель и две антенны. Если мощности для облучения всех комнат недостаточно, то выбирается репитер и антенны с большим коэффициентом усиления.

Рис.4. Бюджетный репитер на три диапазона 900-1800-2100 МГц

Особенности репитера

• Название бренда: Eznlibek.
• Сертификация: Европейский сертификат соответствия.
• Сертификация: RoHS.
• Происхождение: Китай.
• Номер модели: 20L-GDW-LP13.
• GSM 900: UL:890~915; DL:935~960.
• DCS/LTE 1800: UL:1710~1785; DL: 1805~1880.
• UMTS/WCDMA 2100: UL: 1920~1980; DL: 2110~2170.
• Усиление (dB): 65dB.
• Выходная мощность (dBm): 20dBm.
• Площадь покрытия: Up to 500sqm.
• Вес: 1.14KG.
• Network format: GSM 900+DCS 1800+WCDMA 2100.
• Питание: 12V 2A.
• Габариты: 235x182x21mm.
• Комплектация: Репитер/outdoor antenna/indoor antenna/кабель.
• Outdoor Antenna: 10dbi lpda antenna.
• Indoor Antenna: 8dbi panel antenna.
• Кабель: 13 m.
• Присоединяемые разъемы: N-Female.

 

Технические характеристики

Параметры		Восходящая линия связи	Нисходящая линия связи
Диапазон частот	GSM	890 ~ 915 МГц	935 ~ 960 МГц
	DCS WCDMA	1710 ~ 1785 МГц 1920 ~ 1980 МГц	1805 ~ 1880 МГц 2110 ~ 2170 МГц
Выходная мощность		18 ± 2 дБм	20 ± 2 дБм
Коэффициент усиления		60 ± 2 дБ	65 ± 2 дБ
Паразитное излучение	9 кГц ~ 1 ГГц	≤-36dBc
	1 ГГц ~ 12,75 ГГц	≤-30dBc
Питание		От сети переменного тока: ~ 100-240 В, 50/ 60Hz; Постоянного тока: 12V 2A.
RF разъем		N-Female
Размеры (Д * Ш * В)		180*195*50 (мм)
Вес нетто		1,2 кг