Радиоизмерение и усиление сотового сигнала GSM / 3G / LTE

15.08.2018

Что такое сотовый сигнал и зачем его усиливать?

Принцип работы сотовой сети заключается в том, что между Вашим мобильным телефоном и базовой станцией оператора организуется радиоканал в высокочастотном диапазоне (от 450 до 2700 МГц). По этому каналу передаются голосовые вызовы, SMS, а также данные сети Интернет.

Отличие между разными стандартами сотовой связи сводится к тому, на какой частоте и каким образом организуются радиоканал.

рис. 1
Рисунок 1. Пример радиоканала между Вашим телефоном и базовой станцией Вашего сотового оператора

При планировании мобильных сетей стандарта GSM — места установки базовых станций выбирали таким образом, чтобы обеспечить уверенный прием сигнала GSM вне зависимости от Вашего местоположения — на улице, дома, в машине или в поезде. Но от законов физики никуда не уйти, поэтому, когда на пути распространения сотового сигнала возникают преграды — встают здания (особенно железобетонные), деревья и другие помехи, то сигнал, отражаясь от преград, теряет часть энергии и ослабевает. Т.е. сила радиосигнала затухает при каждом отражений от любых преград и рано или поздно совершенно пропадает. Что при этом происходит с мобильным телефоном думаю Вам уже понятно – сотовый сигнал GSM исчезает

Максимальное расстояние, на котором Ваш мобильный телефон стандарта GSM-900 сможет ловить сигнал Вашего оператора:

  • в пределах города — порядка 7 км
  • за городом — не более 30 км

Для сотовых сетей стандарта CDMA – максимальное расстояние примерно в 2 раза больше, а для сетей 3G и LTE примерно в 2 раза меньше указанных выше значений. Т.е. чем выше частота, на которой работает Ваш оператор мобильной связи, тем меньшую площадь покрытия они могут обеспечить с помощью 1 базовой станции.

рис. 2
Рисунок 2. Пример распространения радиосигнала от базовой станции сотового оператора

Поэтому из-за ослабления радиосигнала появляются “мертвые зоны” или “дыры в покрытии” — т.е. места, где полностью отсутствует сигнал GSM, либо связь неустойчивая и прерывистая.

Чаще всего такому явлению подвержены:

  • помещения офисов и квартир — в старом фонде (с толстыми стенами), в центре города и в “колодцах”, на цокольных этажах;
  • подземные паркинги — куда радиосигнал практически не проникает;
  • загородные дома и коттеджные поселки — из-за удаленности домов от базовых станций операторов;
  • промышленные ангары и склады – чаще всего построенные из металла или железобетона, которые являются отличными защитными экранами от прохождения радиосигнала;
  • торговые и развлекательные центры – также построенные из металлических конструкций;
  • высотные бизнес-центры и дома — где выше 10-12 этажа либо нет сигнала вообще, либо возникает эффект, называемый интерференцией.

Данную проблему можно исправить с помощью усилителя GSM сигнала

Как усилить сотовый сигнал?

Как было сказано выше, решить проблему плохого покрытия сможет усиление сотового сигнала

В чем же заключается усиление сотового сигнала? Это процедура, заключающаяся в установке и настройке промежуточного репитера (усилителя) между базовой станцией мобильного оператора и непосредственно Вашим помещением в зоне плохого приема (в квартире, офисе и т.п.). Если говорить точнее, усиление сигнала GSM — это целый комплекс оборудования, служащий для улучшения качества сотовой связи

Кроме репитера GSM, в такой системе находится несколько важных элементов:

  • уличная антенна (донорная) – для приема сигнала от базовой станции Вашего оператора;
  • внутренние антенны (сервирующие) – для передачи усиленного сигнала к Вашему мобильному телефону;
  • соединительные кабели и делители мощности
рис. 3
Рисунок 3. Пример оборудования для усиления сотового сигнала

Процесс монтажа системы для усиления сигнала сотовой связи требует квалифицированного подхода радиоинженеров, т.к. сопряжен с решением многих нюансов и тонкостей, связанных с выбором необходимых частот, места расположения всех элементов, а также моделей оборудования. Ведь от принятого решения напрямую зависит качество взаимодействия усилителя с базовой станцией оператора сотовой связи, а значит и качество сигнала GSM в Вашем помещении.

Это значит, что процедура, связанная с анализом текущей радио обстановки, выбором, установкой и настройкой системы усиления сотового сигнала – прерогатива только квалифицированных специалистов, и только им требуется доверять в решении данной проблемы.

рис. 4

Представьте, что Вы получите после установки системы усиления сотового сигнала:

  • уверенный прием сотового сигнала на всех телефонах в Вашем помещении;
  • отсутствие пропущенных звонков;
  • высокое качество речи;
  • снижение вреда Вашему здоровью от мощного излучения мобильного телефона;
  • увеличение работы Вашего телефона от аккумулятора
  • и самое главное — Вы будете уверены, что у Вас все в порядке!

1.    Почему мобильная связь не работает в офисе?

Радиосигнал затухает при удалении от антенн базовых станций. Чем дальше Ваша квартира от вышки оператора – тем худшее качество сотовой связи у Вас будет.

Кроме этого, если антенна на вышке развернута не в направлении Вашего дома или на пути распространения сотового сигнала есть преграды в виде деревьев, столбов или зданий – у Вас будут проблемы с сотовым сигналом GSM

2. Решение проблемы — усиление сотового сигнала GSM

Слабый сотовый сигнал можно усилить с помощью GSM репитера и антенн

На внешнюю стену здания устанавливается донорная уличная антенна, которая принимает сигнал GSM от ближайшей базовой станции оператора или операторов. Далее сигнал передается по кабелю внутрь офиса и через усилитель отправляется на внутреннюю антенну. В зависимости от площади Вашего офиса может изменяться модель (выходная мощность) усилителя GSM и число внутренних антенн.

Что требуется для решения проблемы?

Определение состава оборудования, которое повысит качество мобильной связи, потребует обязательного выезда нашего радиоизмерителя к Вам в офис. Наш сотрудник проверит мощность принимаемого сигнала всех сотовых операторов, выберет оптимальный набор оборудования и его месторасположение с учетом Ваших потребностей.

При монтаже оборудования и прокладке кабелей ни внешний фасад, ни интерьер Вашего офиса не пострадает, т.к. все антенны эргономичны и компактны, а усилитель можно установить практически в любое место в офисе, в т.ч. под потолком.

Какие данные мы хотели бы получить от Вас?

  • Сотовый сигнал какого оператора требуется улучшить? (МегаФон, МТС, Билайн или Теле2)
  • Сколько делений сигнала GSM показывает Ваш телефон на улице и сколько в офисе? (4 из 5 / 1)
  • Какова площадь офиса?
  • На каком этаже находится офис?

3. От чего зависит цена на услугу?

Цена на комплексное решение проблемы со слабым сотовым сигналом зависит от 3-х основных моментов:

  • площади Вашего офиса — влияет на выходную мощность репитера GSM и число внутренних антенн;
  • уровня сигнала GSM в офисе и на улице — влияет на тип и мощность уличных антенн и их расположение (на стене, крыше и т.п.);
  • сложности монтажа оборудования и настройки усилителя GSM.

Чем больше площадь Вашего офиса, чем больше кабинетов в нем и чем толще стены между ними – тем более мощный усилитель сигнала GSM и большее число внутренних антенн потребуется для покрытия офиса качественным сотовым сигналом.

Чем более слабый радиосигнал Вашего оператора принимается на улице, тем более мощную приемную антенну GSM требуется использовать.

Чтобы упростить понимание этого серьезного вопроса – выше, в таблице, приведены типовые варианты систем усиления сотового сигнала GSM в офисе. Они выбраны из числа наиболее часто встречающихся конфигураций оборудования и объема работ по монтажу и настройке систем, в практике нашей компании

Радиоизмерение сотового сигнала GSM / 3G / LTE

Радиоизмерение — это этап №1 по выбору системы усиления сотового сигнала GSM, 3G или LTE

1. Опрос заказчика и выявление ключевых проблем:

  • проблемы с плохим сигналом в помещении или в отдельных его частях;
  • есть ли пропущенные вызовы;
  • есть ли обрывы звонков;
  • низкое качество сотовой связи или низкая скорость Интернет.

Анализ работы системы усиления GSM / 3G / LTE:

  • проверка уровней сотового сигнала на всех участках передачи — от приемной антенны до раздающих антенн;
  • проверка достаточного числа радиоканалов для обеспечения качественной сотовой связи или быстрого мобильного интернет;
  • проверка рабочей индикации и состояния репитера (и бустеров при наличии);
  • проверка уровня помех на доступных частотных каналах;

в каждом из стандартов сотовой связи и частотного диапазона каждого оператора (EGSM 900/1800, UMTS 900/2100, LTE 800/1800/2600).

2. Анализ радиообстановки в районе объекта заказчика для выявления:

  • уровней сотового сигнала каждого оператора (измеряется в dBm);
  • наличия достаточного числа каналов для обеспечения качественной сотовой связи или быстрого мобильного интернет;
  • уровня помех на доступных частотных каналах;
  • стандартов сотовой связи и частотного диапазона каждого оператора (EGSM 900/1800, UMTS 900/2100, LTE 800/1800/2600).

Работы проводятся с SIM-картами всех сотовых операторов с помощью специализированного радиоизмерительного комплекса TEMSкомпании Ascom AG (Швейцария)

3. Только для Интернет!

  • Тестирование системы усиления Интернет 3G/LTE для выявления оператора и стандарта с самой высокой скоростью Интернет

4. Осмотр помещения заказчика

  • оценка возможности и мест установки репитера сотового сигнала, уличной/приемной антенны и комнтаных антенны, а также делителей сигнала
  • оценка прокладки кабелей и выбор наикратчайших и наиболее оптимальных маршрутов
  • выявление всех требований заказчика к проведению работ — скрытая или открытая установка оборудования и антенн, прокладка соединительных кабелей — в кабельных каналах, открытым способом или под навесным потолком и т.д.

5. Проектирование системы усиления и подготовка технико-экономического решения для заказчика