Усиление сигнала сотовой связи в деревне или на даче (GSM репитер)

Обновление от:


Описание установки и настройки дешевого GSM репитера с Aliexpress для усиления сигнала сотовой связи на даче или в деревне.

Нет сотовой связи в деревне

30 декабря 2015 года, в деревне случилось ужасное… вышел из строя один из секторов базовой станции МТС. Этот сектор смотрел на нашу глухую деревню. До этого момента, в деревне нормально работал только МТС, для использования других операторов, необходимо было залезать на второй этаж и искать связь… Сейчас перестал работать и МТС. Связь с внешним миром почти потеряна.

Народ писал и жаловался в МТС, но толку не было. Ждали больше полугода в надежде, что МТС починит сектор… но нет, этого не случилось. Было принято решение брать всё в свои руки и решить проблему связанную не только с МТС, но и с другими операторами сотовой связи.

gsm900_repeater

Методы настройки усилителей сотовой связи, описанные в данной статье, подходит для усилителей и других моделей и производителей. Базовые понятии и принципы настройки одинаковы для всех усилителей.

На Aliexpress было куплено два разных GSM репитера (почему разные, это долгая история). Один для соседа, другой нам.

  • Первый, неизвестного производства стандарта GSM 900 усиление ≈60 dB (ссылка на товар, цена на 07/2016 ≈ 1500 руб).
  • Второй, производства Lintratek стандарта EGSM 900 усиление ≈70 dB (ссылка на товар, цена на 08/2016 ≈ 2400 руб).

Сразу скажу, что первый, что второй GSM репитер, показали себя весьма достойно! В комментариях на Aliexpress могут быть отзывы, что репитеры не работают. Эти отзывы ошибочны, просто люди не разобрались как их установить и не очень разбираются в радиосвязи. Для разъяснение некоторых моментов по установке GSM репитеров, была написана эта статья.

Ну а теперь приступим к изучению радиообстановки в нашей деревне, установки GSM репитера и проверки результатов.

Для получения информации о радиообстановки использовался 4G модем Huawei E3372.

У него есть замечательная функция AT^NETSCAN. Используя данную функцию, можно просканировать весь эфир на предмет наличия в радиусе действия операторов сотовой связи (ОпСоС), каналов на которых работают секторы (соты) базовых станций (БС), частоты, стандарты связи и конечно уровни сигналов от этих БС.

Уровни сигналов без GSM репитера

До установки в деревне GSM репитера, были произведены замеры уровней сигнала от базовых станций сотовых операторов.

Были получены следующие результаты:

МТС вообще не видно (его сигнал < -102 dBm). Tele2 работает в диапазоне 1800 МГц, он нас не интересует.

С такими уровнями сигнала, установить связь невозможно. Приходят только СМС. Более-менее приемлемая связь, бывает на втором этаже если подойти к окну.

Подбор оборудования

Важно правильно подобрать антенны и GSM репитер, а также в дальнейшем правильно их установить.

В случае, если вы ошибетесь, у вас ни чего не заработает и вы будете писать гневные отзывы в магазинах, что оборудование не работает.

Итак, мы тестировали два GSM репитера.

GSM 900 репитер, 60 dB

Репитер неизвестного производителя, буду называть его No Name.

GSM 900 репитер, усиление 60 dB

GSM 900 репитер, усиление 60 dB

Характеристики:

  • Частоты UpLink (от вас к БС): 890,2 МГц 914,8 МГц
  • Частоты DownLink (от БС к вам): 935,2 МГц959,8 МГц
  • Усиление: 60 dB
  • Питание: 5В, 2А

Больше про него сказать нечего. Производитель неизвестен, но репитер хорошо работает.

Cсылка на товар, цена на 07/2016 ≈ 1500 руб.

Lintratek EGSM 900 репитер, 70 dB

Lintratek стандарта EGSM 900 усиление ≈70 dB

Lintratek EGSM 900 репитер, усиление 70 dB

Репитер Lintratek EGSM 900 отличается от первого, не только усилением в 70 dB против 60 dB, но и поддержкой расширенного стандарта E-GSM 900.

GSM 900 поддерживает частоты:

  • UpLink (от вас к БС): 890,2 МГц914,8 МГц
  • DownLink (от БС к вам): 935,2 МГц959,8 МГц

В EGSM 900 добавлены ещё частоты:

  • UpLink (от вас к БС): 880,2 МГц890,0 МГц
  • DownLink (от БС к вам): 925,2 МГц935,0 МГц

Распределение номеров каналов между стандартами GSM / EGSM.

Можно скачать файл с таблицей частот и номеров каналов стандарта GSM.

  • Усиление: 70 dB
  • Питание: 5В, 2А

Присутствуют два светодиодных индикатора:

  • Красный — наличия питания.
  • Зеленый — наличие хорошего уровня сигнала от БС на входе репитера. Он загорается только когда шкала уровня сигнала — полная.

Cсылка на товар, цена на 08/2016 ≈2400 руб.

СОВЕТ 1
По результатам радиообследования в нашей деревне, мы выяснили, что у Мегафона встречаются базовые станции работающие в стандарте EGSM 900. Так что, лучше сразу брать EGSM 900 репитер. Т.к. есть большая вероятность, что в вашей области, так же, будет присутствовать этот стандарт.

Антенны

Не следует экономить на антеннах. Серьёзно отнеситесь к выбору антенн, кабеля и разъемов. Неправильно сделанный выбор сведёт к нулю все ваши старания.

СОВЕТ 2
Не покупайте GSM репитеры на Aliexpress в комплекте с антенными. И уж точно не покупайте комплекты, где внутренняя антенна подключается сразу к репитеру (пример смотри на фото).wrong_rep_ant

Антенны которыми комплектуются GSM репитеры не качественные, а подключать антенны сразу напрямую к репитеру вообще нельзя (антенны и репитер должны быть разнесены в пространстве). Мало того, нам попалась антенна с оторванной центральной жилой.

Купите отдельно GSM репитер и уже в профильных магазинах купите качественные антенны, кабель и коннекторы (или готовые сборки). Да, они скорей всего, будут стоить дороже самого репитера, но это того стоит.

Внешняя уличная антенна

В местах с плохим или практически полным отсутствием сигнала от базовых станций сотовых операторов, выбирайте направленную антенну с максимальным коэффициентом усиления (КУ). Антенна должна работать в том же частотном диапазоне, что и репитер. В нашем случае 900 МГц.

Мы использовали антенну АX-914Y.

Выносная направленная антенна AX-914Y

Выносная направленная антенна AX-914Y

  • Рабочий диапазон частот, МГц: 890-960
  • Усиление, dBi: 14,5
  • Ширина ДН в Н-плоскости, град: 38
  • Ширина ДН в Е-плоскости, град: 35
  • Габаритные размеры, м: 1,0 х 0,19 х 0,065
  • Цена (08/2016), руб: 1400

Внутренняя антенна для помещения

Внутреннюю антенну тоже лучше брать направленную (подробней об этом ниже).

В нашем случае используется Omni Broad Range.

Антенна Omni Broad Range

Антенна Omni Broad Range

  • Рабочий диапазон частот, МГц: 806-960, 1710-2700
  • Усиление, dBi: 4
  • Ширина ДН в Н-плоскости, град: 360
  • Ширина ДН в Е-плоскости, град: 60
  • Габаритные размеры, м: 0,15 х 0,12
  • Цена (08/2016), руб: 1250
Антенна Omni Broad Range в доме

Антенна Omni Broad Range в доме

Эта антенна универсальная, подходит как для 2G сетей сотовой связи GSM 900, 1800 так и для 3G (2100 МГц), LTE (2700 МГц) и Wi-Fi (2400 МГц).

Диаграмма направленности в вертикальной плоскости 60 градусов. Т.е. основной лепесток диаграммы направленности у антенны, направлен вниз.

Эта антенна обеспечит максимальный уровень сигнала под собой и по сторонам, вверх она будет давать минимальный уровень сигнала, соответственно её нужно вешать на потолок.

Блок питания

Штатный блок питания сильно нас подставил. У нас в деревне весьма нестабильное напряжение. Постоянно скачет. Однажды, включая БП в розетку произошел скачёк и репитер сгорел. Разобрав блок питания, стало понятно… что в нём нет ни каких защит и его схема весьма проста, эксплуатировать в таких условиях его опасно.

СОВЕТ 3:
Сразу поменяйте штатный блок питания на качественный. Характеристики: напряжение — 5 В, ток от — 2 А.

Например, можно использовать Mean Well ES-18E05-P1J.

Мы использовали понижающий преобразователь из 12В в 5В и запитали репитер от бесперебойного блока питания.

Установка GSM репитера

Схема установки GSM репитера

Схема установки GSM репитера и антенн

Выше приведена схема расположения оборудования у нас в доме.

В вашем случае, оборудование может располагаться по другому, главное соблюдать два правила:

ПРАВИЛО 1
Сигнал от внутренней антенны не должен ловиться внешней антенной. На схеме выше видно (1), что сигнал от внутренней антенны не добивает с достаточной мощностью до внешней антенны.
ПРАВИЛО 2
Внутренняя антенна не должна располагаться рядом с GSM репитером. Расстояние между внутренней антенной и GSM репитером должно быть > 5 метров и ещё лучше, если между ним будет стена (тогда расстояние может быть меньше).

Важно, что бы мощный сигнал от внутренней антенны не наводился на сам GSM репитер. На схеме выше видно (2), что уверенная зона приёма, почти не затрагивает GSM репитер.

По этой причине, не следует покупать GSM репитеры в комплекте с антеннами, которые подключаются напрямую к репитеру.

Если не соблюдать данные правила, то GSM ресивер будет самовозбуждаться. Т.е. внешняя антенна репитера, будет принимать свой же сигнал от внутренней антенны и работать ни чего не будет (получается замкнутый круг и репитер усиливает не сигнал от базовой станции, а свой собственный).

Проявляться это будет следующим образом. У вас на телефоне будет максимальный сигнал, все «палки», но при попытке установить вызов будет тишина или отбой.

Именно по этой причине, рекомендую покупать внешнюю направленную антенну с узкой диаграммой направленности (ДН) и внутреннюю антенну тоже направленную.

Если посмотреть на схему выше, то можно увидеть, что диаграммы направленности (ДН) у этих антенн разные и эти антенны не мешают друг-другу и самому GSM репитеру.

Подготовка к настройке антенны на БС

Что бы GSM репитер усилил сигнал, он должен его получить и мощность этого сигнала, должны быть приемлемой (например > -80dBm и не забываем, что число отрицательное, чем оно больше, тем слабее сигнал).

Именно по этой причине, рекомендуется брать внешнюю антенну с максимально возможным коэффициентом усиления (КУ).

Напоминаю, что данная статья про установку репитера в местности, где сотовой связи почти нет. Если у вас присутствует более-менее уверенный сигнал, то можно взять антенну и с меньшим КУ. Тут нужно смотреть по месту.

Бывают случаи, когда берут внешнюю антенну с малым КУ и получают на входе репитера сигнал ≈ -90 dBm и хуже. В этом случае, радиус уверенного приёма от внутренней антенны репитера, всего пару метров. Говорить о покрытия сотен квадратных метров, тут не приходится.

Наша задача, добиться максимального уровня сигнала от нужных базовых станций.

Предполагается, что вы уже примерно знаете в какой стороне находятся базовые станции сотовых операторов. Осталось установить кронштейн с нужной стороны дома и точно навести антенну на базовую станцию.

Есть два способа измерение принимаемого сигнала на внешнюю антенну:

  1. Использовать USB 3G/4G модем, переведенный в режим «только 2G, 900 МГц» и подключенный к выходу внешней антенны.
  2. Подключить внешнюю антенну к GSM репитеру, слегка поворачивать антенну и на смартфоне смотреть уровень сигнала (с помощью программы G-MoN или аналогичной).

В данном случае использовался первый способ с USB модемом Huawei E3372.

Преимущества использования USB модема:

  • Измерения уровня сигнала прямо с выхода внешней антенны (соответственно будет известен уровень сигнала на входе GSM репитера).
  • Видно все секторы/соты всех сотовых операторов.
  • Видно частоты и номера каналов всех секторов/сот (благодаря этому, мы можем определить, используются ли GSM или EGSM диапазоны на БС у сотовых операторов).

 

Получить данную информацию можно с помощью AT команды: AT^NETSCAN

Настройки антенны на БС

Т.к. направленные антенны имеют очень узкую диаграмму направленности, поворачивать их нужно плавно, на ± 10 градусов.

  1. На несколько градусов поворачиваем антенну в горизонтальной плоскости;
  2. Ждём примерно 20 секунд;
  3. С помощью USB модема или смартфона замеряем уровень сигнала;
  4. Если уровень сигнала стал хуже, поворачиваем в противоположную сторону. Таким методом добиваемся максимального уровня сигнала нужного нам оператора;
  5. Поворачиваем антенну в вертикальной плоскости (вверх или вниз), так же добиваемся максимального уровня сигнала;
  6. Фиксируем антенну.

Результаты измерения на выходе внешней антенны:

Весьма неплохие результаты, особенно у Билайн’а.

Данная методика подходит и для измерения с помощью смартфона. Не забываем ждать примерно 20 секунд, между поворотом антенны и началом измерения.

Результаты работы GSM репитеров

Теперь самое интересное, ради чего всё это и затевалось.

Результаты измерения с включенным GSM репитером, на расстоянии 7 метров и одна стена от внутренней антенны GSM репитера (см. схему выше, 4).

Сначала напомню результаты измерения без GSM репитера:

Cчитай нет сигнала… МТС невидно вообще.

Результаты с No Name GSM 900 репитером, 60 dB:

Результаты с Lintratek EGSM 900 репитером, 70 dB:

Как видно, Lintratek дал хороший прирост у МТС, 7 dBm. А ради МТС это всё и начиналось!

В обоих случаях был получен хороший результат. На всех сотовых операторах, на расстоянии 7 метров и стена до GSM репитера, мы получили «5 палок» (или сколько там «палок» при максимальном сигнале 🙂 ) на своём телефоне.

Выводы

Оба репитера показали себя с хорошей стороны. Обеспечили покрытия в доме на двух этажах, каждый ≈90м², а также на улице рядом с домом.

Брать можно любой репитер (только не забывайте рекомендации про антенны и БП).

Но если у вас есть лишние деньги, возьмите Lintratek, т.к.:

Lintratek стандарта EGSM 900 усиление ≈70 dB

Lintratek стандарта EGSM 900 усиление ≈70 dB

  • он поддерживает EGSM диапазон (возможно в вашем регионе будет использоваться именно он),
  • имеет большую мощность усиления сигнала (70 dB, против 60 dB),
  • значительно внушительней выглядит корпус, а корпус является радиатором (должно быть лучше охлаждение),
  • дополнительная светодиодная индикация работы,
  • хорошо читаемый ЖКИ дисплей.

Общий бюджет на 08/2016:

  • Репитер Lintratek EGSM 900 — 2400 р
  • Внешняя антенна AX-914Y — 1400 р
  • Внутренняя антенна Omni Broad Range — 1250 р
  • Кабель и разъемы — 2500 р

Итого: 7550 руб

Собрание советов и правил

В финале кратко, почти тезисно, напомню советы и правила.

СОВЕТЫ

  1. Лучше сразу брать EGSM 900 репитер. Есть большая вероятность, что в вашей области будет присутствовать данный стандарт.
  2. Не покупайте GSM репитеры на Aliexpress в комплекте с антенными. И уж точно не покупайте комплекты, где внутренняя антенна подключается сразу к репитеру. Купите отдельно GSM репитер и уже в профильных магазинах купите качественные антенны, кабель и коннекторы.
  3. Поменяйте штатный блок питания на качественный. Характеристики: напряжение — 5 В, ток от — 2 А.

 

ПРАВИЛА

  1. Сигнал от внутренней антенны не должен ловиться внешней антенной. На схеме выше видно (1), что сигнал от внутренней антенны не добивает с достаточной мощностью до внешней антенны.
  2. Внутренняя антенна не должна располагаться рядом с GSM репитером. Расстояние между внутренней антенной и GSM репитером должно быть > 5 метров и ещё лучше, если между ним будет стена (тогда расстояние может быть меньше).

Данные рекомендации и правила можно использовать для установки сотовых репитеров других диапазонов (GSM 1800 МГц, 3G 2100 МГц и т.д.).

Тест усиления стандарта EGSM900

(Добавлено: 25/02/2017)

Возникла необходимость проверить работу EGSM репитера Lintratek в стандарте EGSM. Действительно ли он его усиливает, не обманули ли китайцы…?

Я не стал направлять антенну в сторону EGSM БС, не хочу её сбивать. Сделал измерения, когда захватываю её боковые лепестки. Для тестов этого будет достаточно.

Для наглядности, измерения провожу USB модемом Huawei E3372h, используя команду AT^NETSCAN.

Замеры с включённым GSM репитером:

  • 1020 и 1022 — номер канала стандарта EGSM (частоты 889,2/934,2 и 889,6/934,6).
  • 250,02 — оператор «Мегафон».
  • -64 / -78 — уровень сигнала (замерял в двух метрах от внутренней антенны).
  • 100300 — частота 900 MHz.

Когда выключаем GSM репитер, НИ КАКИХ сигналов нет вообще!

Выводы:

GSM репитер Lintratek усиливает EGSM стандарт.

P.S. По прошествии трёх месяцев, я могу сказать, что весьма доволен GSM репитером Lintratek. Главное выполнить советы и правила указанные выше.

Полезные ссылки

P.S. Просьба, в случае возникновения вопросов, задавать их в комментариях, а не писать в личку. Возможно, из ответов на вопросы, я напишу дополнения к статье.

5+

Опубликовать в социальных сетях:

Запись опубликована в рубрике Железки и радиоаппаратура с метками , , , . Добавьте в закладки постоянную ссылку.

22 комментария на «Усиление сигнала сотовой связи в деревне или на даче (GSM репитер)»

  1. Oleg Vesh говорит:

    Спасибо, все доходчиво написано. Один вопрос, вы уверены что репитер Lintratek расширенный сигнал усиливает? Ну то есть он точно egsm? А то у этого продавца по другой модели я находил отзыв что не усиливал частоты 880-890…я даже не знаю как это проверить…по сути там где я хочу поставить просто не будет усиливать мой мегафон…и тогда это выброшенные деньги…так как мне нужен в основном он.

    0

  2. avatar antonpak7@gmail.com говорит:

    Добрый день,
    Подскажите, пожалуйста, подобная схема позволит принимать сигнал 3G UMTS-900?

    0

  3. Anton Sorokin говорит:

    Добрый день. Отсутствовал сигнал в центре квартиры 7 этаж панельного дома (Долгопрудный), хотя у окон было по 4 «палки.
    Собрал систему на базе двухдиапазонного китайского репитера GSM 3G Dual Band 900/2100MHz 4148 (в желтом корпусе и голубым индиктором). Все работало хорошо около полугода. И голос и интернет на обоих диапазонах.
    Но на днях пришел сотрудник службы контроля за использованием радиочастот, поскольку от оператора связи в Роскомнадзор поступила жалоба что сигнал БС забивается левым передатчиком. По его измерениям на улице «под окном» наш уровень сигнала достигал при разговоре -72dBm, а уровень базовой станции в той же точке -78.
    Сотрудник сказал, что использовать репитор можно, только если мы меньшим уровень сигнала и не будет жалоб от оператора, но до какого уровня уменьшить, не сказал. Репитор пока выключили.
    Подскажите, пожалуйста: есть ли требования к уровню сигнала? До какого уровня надо уменьшать?
    Чем можно уменьшить сигнал?
    К кому можно обратиться, чтобы провели измерения уровня сигнала, после уменьшения и хотя бы неофициально подтвердили, что теперь все нормально?

    0

  4. Anton Sorokin говорит:

    Фото с измерительного прибора (он с памятью) сотрудника службы контроля за использованием радиочастот прилагаю.

    0

    Прикрепленный файл:

    • avatar Tolstopuz говорит:

      Ну в принципе он прав, вам хорошо а остальных не видно 🙂 ! Надо использовать репитер с настройкой уровня входного и выходного сигнала. Или бывают отдельный аттенюаторы, но это надо искать. Без прибора настроить будет не просто но возможно ! http://www.qualcom.ru/index.php?option=com_content&task=view&id=493&Itemid=721 Еще нужно понять какая антенна с передающей стороны , направленная уж точно не нужна .

      0

      • Anton Sorokin говорит:

        Спасибо. Мне удалось связаться с тем сотрудником службы контроля. Против самого репитора он ничего не имеет. Был очень добдрожелателен. Но про величину допустимого уровня не сказал и помочь в настройке не может, только ищет помехи. Он сказал, что надо уменьшить уровень сигнала, как минимум, в 2 раза. И посмотреть, останутся ли помехи (он позвонит оператору).
        Какой аттенюатор посоветуете? И/или какую антенну можно поставить послабее? (у меня сейчас китайская noname в треугольном пластикатовом корпусе).

        0

        • avatar Tolstopuz говорит:

          Аттенюатор подбирается по уровню подавлению, надо подавить 10 дБ. значит — 10 дБ, если он намерял — 72 dBm и просить снизить в 2 раза то значит и надо — 30 — 40 дБ. И я думаю направленная антенна , в зоне и так хорошего сигнала не нужна , можно что то другое попробовать. Только вот не совсем мне понятно, какой сигнал -72dBm, исходящий на вышку , или тот что излучает репитер в квартиру 🙂
          И вообще, не стоило брать 2-х диапазонный, зачем в городе 900 Мгц.. Можно было просто 3G и усиление по меньше, ведь сигнал у окна хороший, значит его просто надо повторить, а у Вашего 65 Дб усиление, вот и получается глушилка для базовой станции на 900 Мгц, учитывая ее дальнобойность.

          0

    • Судя по результатам измерений, у вас завышен уровень сигнала на 900 Mhz…

      Выше, я спросил какой у вас уровень сигнала в квартире… но вам будет сложно ответить на данный вопрос, т.к. нужно сделать замеры отдельно для трех частот: 900 Mhz, 1800 и 2100 Mhz.

      С помощью телефона и программ типа Netmonitor будет сложно, или даже невозможно сделать замеры отдельно для разных частот.

      Если ещё для 900, 1800 (2G) и 2100 (3G) можно отдельно замерить уровень сигнала, то для 900/1800 нельзя. Для этого нужно использовать USB модем, а тут нужен опыт.

      1+

  5. Олег Семенов говорит:

    Сомневаюсь, что внутренняя антенна должна быть удалена от репитера, да еще на 5 метров

    0

    • Это рекомендация производителя подтверждённая личным опытом.
      На какое расстояние разность антенны от репитера (для избежания самовозбуждения), зависит от разных факторов, таких как: мощность сигнала, материал стен в помещении, типом внутренней антенны.

      P.S. В статье описан наш опыт весьма успешной установки дешёвого репитера. У кого-то, опыт и тип установки может отличаться от нашего.

      1+

Добавить комментарий