Увеличить мощность антенны смартфона. Как увеличить чувствительность антенны

Вопрос о том, как выбрать самую чувствительную модель сотового телефона, в различной форме постоянно задают в салонах мобильной связи, обсуждают в интернет-конференциях. Нередко спорщики, упорно доказывая преимущество их любимой модели, делятся на несколько непримиримых лагерей. При этом они обычно опираются на собственный опыт и результаты своих экспериментов.

Желание человека, приобретающего мобильный телефон, выбрать аппарат, который обеспечил бы надежную связь и на даче, расположенной вдали от цивилизации, и в офисе, находящемся в недрах железобетонного здания, понятно и естественно. Особенно досадно бывает обнаружить, что купленный за несколько сотен долларов «крутой» телефон даже не может зарегистрироваться в сети там, где работают аппараты самых дешевых моделей.

Давайте попытаемся разобраться в проблеме, так волнующей абонентов сотовой связи и тех, кто собирается ими стать, и определить их шансы на успех в поисках самого чувствительного телефона. При этом сразу оговоримся, что речь пойдет о системе сотовой связи и телефонах стандарта GSM.

Как уже, наверное, заметили читатели, знакомые с радиотехникой, то, что пользователи мобильной связи понимают под чувствительностью телефона, на самом деле – его способность работать в зоне неустойчивой связи. Ведь в радиотехнике понятие «чувствительность» относится к радиоприемнику и касается функции приема радиосигнала. В сотовом телефоне связь обеспечивается не только приемником, но и передатчиком и антенной. Совершенно очевидно, что пользоваться телефоном с очень чувствительным приемником, но неработающим передатчиком или антенной, невозможно.

Итак, что же влияет на работоспособность мобильного телефона в зоне неустойчивой связи?

Влияние параметров телефона

Разные телефоны действительно могут иметь разную чувствительность приемников , т.е. способность правильно принимать сигнал при достаточно низком его уровне на входе приемника. Это вызвано тем, что при изготовлении всех деталей телефонов имеются небольшие допуски на размеры деталей, качество сырья, параметры комплектующих. В конечном итоге они приводят к отличиям характеристик даже разных экземпляров одной модели телефона. С другой стороны, в современных сотовых телефонах в ряде случаев применяются одинаковые микросхемы и многие другие компоненты, что позволяет обеспечить очень небольшие отличия характеристик телефонов, в том числе и чувствительности приемников.

Стандартами сотовой связи определены и заданы уровни сигнала на входе приемника, при которых телефон должен правильно принимать информацию. При более низких уровнях сигнала качество работы приемника телефона не гарантируется, однако именно в таких условиях находится аппарат в зоне неустойчивой связи. Снижение уровня входного сигнала по-разному влияет на работу приемников телефонов, но какой-либо закономерности изменения их чувствительности в зависимости от модели и производителя не прослеживается (если, конечно, не сравнивать современные модели с очень старыми).

Понятно, что при пониженной мощности передатчика телефона приемник базовой станции системы сотовой связи не сможет качественно принимать и обрабатывать его сигнал. Стандарты сотовой связи устанавливают требования к выходной мощности передатчика и, что очень важно для понимания рассматриваемого вопроса, допустимые пределы ее отклонения от номинального значения. Эти допуски позволяют удешевить производство телефонов, что очень важно для массовой продукции. Например, максимальная выходная мощность передатчика совершенно исправного телефона стандарта GSM может отличаться от номинального значения не более чем в 1,78 раза (на 2,5 дБ) в большую или меньшую сторону. Таким образом, параметры выходной мощности передатчиков двух телефонов могут отличаться друг от друга в 3,16 раза (на 5 дБ).

Теперь обратим наше внимание на антенну телефона, которая является одним из важных элементов и прямого (от базовой станции к телефону), и обратного (от телефона к базовой станции) канала связи. К сожалению, очень многие пользователи относятся к антенне как к декоративному элементу, заменяют ее на другую, например меньшего размера, телескопическую, мерцающую разноцветными огоньками, украшенную различными элементами и даже драгоценными камнями. При этом зачастую упускаются из виду функциональные характеристики антенны – далеко не все декоративные антенны работают столь же хорошо, как штатные.

За последние годы антенны сотовых телефонов довольно сильно видоизменились. Еще два-три года назад они в основном представляли собой гибкие выдвижные «удочки», которые требовалось вытягивать на полную длину на время разговора. Сегодня антенны чаще всего или делают в виде небольшого выступа в верхней части корпуса телефона, или вообще встраивают внутрь, причем последние ничем не выдают своего присутствия и местоположения, и это может сыграть с абонентом злую шутку. Те из них, кто не имеет привычки читать инструкции по пользованию телефонами (в которых содержатся важные рекомендации), своими действиями существенно усложняют и без того непростые условия работы антенны. Например, можно видеть, как во время разговора пользователь держит телефон рукой так, что антенна оказывается у него в ладони или закрыта пальцами. А ведь рука поглощает радиоволны и тем самым может ослаблять в 10 и более раз (на 10 и более дБ!) как принимаемый, так и передаваемый телефоном сигнал.

Существенно снижается отрицательное влияние рук, головы и туловища при использовании гарнитуры hands free, поскольку это позволяет держать аппарат и, соответственно, его антенну на расстоянии от поглощающего радиоволны тела.

Кроме того, пользователь телефона получает возможность, наблюдая за индикатором, найти и поддерживать то положение аппарата, при котором связь будет наилучшей.

Теперь рассмотрим параметры телефонов и некоторые факторы, которые для рядового пользователя менее очевидны, но значительно влияют на качество связи.

Для автоматического управления работой телефона в цифровой сети сотовой связи необходима информация об уровнях сигналов базовых станций , которые может принимать телефон в месте его нахождения. Эта информация используется телефоном в режиме ожидания вызова для выбора той базовой станции, с которой в конкретный период времени условия связи считаются оптимальными, а во время разговора используется системой для принятия решения о переключении разговора на ту базовую станцию, с которой условия связи будут лучше. Для получения информации телефон должен «уметь» измерять уровень мощности входного сигнала на частотах, указанных системой, причем стандарты предусматривают допустимую ошибку измерения при работе в обычных условиях в 6,3 раза (+/-4 дБ), а в критических (жара, мороз и т.п.) – даже в 15,8 раза (+/-6 дБ). (Подчеркнем, что речь идет о допусках для исправных аппаратов, предусмотрены они для удешевления производства телефонов.)

Влияние природных и системных факторов

Реальные условия работы сотового телефона трудно назвать комфортными. Сигнал, принимаемый аппаратом, представляет собой комбинацию множества отраженных от окружающих предметов сигналов, достигающих антенны со случайными, трудно прогнозируемыми амплитудой и фазой. Из-за изменения условий распространения для разных составляющих амплитуда и фаза результирующего сигнала довольно быстро и в значительной степени изменяются. Этот эффект называется замираниями или федингом (fading). Исследования показывают, что в диапазонах частот, используемых в сотовой связи, даже при небольшом, всего на несколько сантиметров или десятков сантиметров, перемещении антенны или с течением времени уровень сигнала может изменяться в 100 и даже в 1000 раз (на 20 – 30 дБ).

Людям кажется совершенно естественным, что во время телефонного разговора они могут и говорить, и слышать друг друга. Однако для того чтобы это было возможно, одновременно должны работать два канала радиосвязи – прямой и обратный. Сбой в работе даже одного из них создает проблемы для собеседников, а иногда делает проведение разговора вообще невозможным. Заметим, что для прямого и обратного каналов связи одновременно используются две разные частотные полосы , что приводит к возникновению некоторых технических проблем.

В режиме ожидания вызова, т.е. до установления соединения, телефон не имеет никакой информации об условиях связи на обратном канале . Телефон может только измерить уровень сигнала, принимаемого на прямом канале, но об условиях связи на обратном канале и телефон и система могут только «догадываться».

Разработчики стандартов GSM хорошо понимали эту проблему и, описывая правила выбора канала для настройки телефона на частоту передатчика базовой станции, указывали, что телефон настраивается на ту базовую станцию, с которой высокая вероятность установления связи на обратном канале. Вопреки имеющим место заблуждениям некоторых пользователей, находясь в режиме ожидания вызова, телефон не излучает сигнал постоянно, что позволило бы базовой станции принимать его и непрерывно отслеживать условия связи. Телефон включает передатчик на очень короткое время только при пересечении им границ областей, назначенных при проектировании сети, чтобы проинформировать систему о своем перемещении. Находясь в пределах одной области, он делает это с указанной системой периодичностью (один раз в несколько часов телефон коротким обменом информацией подтверждает свое присутствие в той же самой области).

Каждая базовая станция системы сотовой связи передает на телефоны по каналу управления служебную информацию, содержащую среди прочего и минимальный уровень принимаемого телефоном сигнала , при котором аппарату разрешено «общаться» с данной базовой станцией в режиме ожидания вызова. Если уровень принимаемого телефоном сигнала ниже предписанного системой минимального значения, то аппарату запрещено общаться с данной базовой станцией.

Особенности поведения телефона в зоне неустойчивой связи

Теперь рассмотрим, как описанные выше параметры и факторы влияют на работоспособность сотового телефона в зоне неустойчивой связи, и постараемся объяснить, почему в сходных ситуациях разные телефоны ведут себя различно. Прежде всего телефон пытается зарегистрироваться в сети. Для этого он должен принимать сигнал канала управления хотя бы от одной базовой станции с уровнем не меньшим, чем разрешает система.

Предположим, что в месте расположения телефона реальный уровень сигнала базовой станции равен -103 дБм, а система сообщает ему, что доступ к ней разрешен при уровне -105 дБм. Если измеритель в приемнике телефона настроен так, что уровень сигнала занижается на 4 дБ (это, как мы уже говорили, вполне допустимо), то телефон справедливо решит, что уровень принимаемого сигнала (-107 дБм) слишком низок, и он не имеет права обращаться к системе. В результате аппарат не сможет зарегистрироваться в сети и название сети на его дисплее не появится.

Другой телефон, у которого настройка измерителя уровня сигнала смещена на те же 4 дБ, но в другую сторону, в этом же месте и даже там, где реальный уровень сигнала будет не -103, а, например, -108 дБ, может зарегистрироваться в сети и покажет на своем дисплее ее название. Абонент, наверняка, будет очень горд за свой сверхчувствительный телефон. Но прав ли он?

Вышеизложенное позволяет понять, почему из двух телефонов, находящихся, казалось бы, в равных условиях, один «видит» сеть и показывает на дисплее ее название (если только ему не запрещено в ней регистрироваться из-за отсутствия роумингового соглашения между операторами), а другой нет. Как видим, причина этого может заключаться лишь в том, что у этих телефонов по-разному настроены измерители уровней принимаемого сигнала, а вовсе не в том, что у одного чувствительность выше, и уж тем более это никак не связано ни с ценой ни с качеством изготовления телефона.

Теперь рассмотрим другие ситуации. Нередко абоненты жалуются на то, что им не могут дозвониться, хотя телефон «видит» сеть и даже показывает достаточно высокий уровень принимаемого от базовой станции сигнала. Мы не будем здесь говорить о случаях, связанных с перегруженностью каналов связи или коммутаторов, которая не позволяет системе предоставить свободный канал связи для проведения разговора, а более подробно остановимся на проблемах, возможных на участке радиосвязи «базовая станция – телефон».

При поступлении звонка, предназначенного абоненту сотовой связи, система посылает сигнал вызова на его телефон. В ответ на это аппарат должен откликнуться. После проверки полномочий абонента (аутентификации) с ним будет установлено соединение на частотном канале, назначенном системой. Для того чтобы соединение состоялось, значения выходной мощности передатчиков телефона и базовой станции и чувствительности их приемников должны быть согласованы. Однако, как мы уже говорили, выходная мощность передатчика телефона может быть ниже номинального значения в 1,78 раза (на 2,5 дБ), да и условия на обратном канале связи могут быть существенно менее благоприятными, чем на прямом канале, по которому телефон принял вызов. В результате система может не «услышать» ответ телефона на вызов или установление соединения на канале, назначенном системой для проведения разговора (канале трафика), окажется невозможным.

Из-за недостаточной информации об условиях связи на обратном канале могут происходить и разрывы соединения во время переключения с одной базовой станции на другую при передвижении абонента (handover).

Наконец, в условиях низкого уровня сигнала основной причиной неудачного соединения может стать расположенный поблизости источник мощных помех.

У читателя вполне закономерно может возникнуть вопрос: а нельзя ли настроить телефон так, чтобы его параметры были наиболее благоприятными для связи? И да, и нет. Дело в том, что для этого при производстве потребуется усложнить схемы и/или компоненты, отвечающие за настройку параметров, и поддержание их в заданных пределах. А это неизбежно увеличит стоимость телефонов. При существующих схемных и технических решениях можно изменить в некоторых пределах настройку параметров и приблизить их к разрешенным границам. Только это, с одной стороны, не гарантирует, что параметры не «убегут» за допустимые пределы под воздействием факторов окружающей среды (температуры, уровня влажности) и из-за старения, а с другой стороны, может снизить надежность телефона, поскольку при увеличении мощности передатчика работать ему придется в более напряженном режиме. Кроме того, неконтролируемое увеличение мощности передатчика сверх нормативного уровня, в том числе за счет внешних усилителей (бустеров), во многих сетях запрещено, так как это может создать помехи для работы не только других сотовых телефонов, но и определенных государственных служб (например, аэронавигационных).

Стоит упомянуть и о таком распространенном заблуждении пользователей. Иногда они пытаются сравнивать чувствительность телефонов разных моделей и производителей на основе показаний индикаторов уровня. Конечно, эти показания жестко связаны с результатами измерений уровня принимаемого сигнала. Однако, как мы уже говорили выше, измерения могут иметь различную точность, уровень сигнала может существенно изменяться даже при незначительном изменении положения телефона, а самое главное, вид индикаторов не регламентирован стандартами. Это касается не только расположения и количества полосок или кубиков – элементов индикатора, но и уровней сигнала, принимаемого телефоном, при которых появляется очередной элемент. Из этого следует, что сравнивать чувствительность телефонов по показаниям индикаторов уровней просто бессмысленно.

Так как же выбрать модель телефона, которая наилучшим образом будет работать в зоне неустойчивой связи? Думаю, что прежде всего нужно обращать внимание на функциональные возможности телефона, удобство пользования, дизайн и, наконец, цену. А дальше – как повезет. В зоне с нормальным уровнем сигнала особенности параметров и настройки телефона никак не проявятся. В зоне же неустойчивой связи, слабого сигнала, если повезет и попадется телефон с более благоприятным вариантом настройки, он будет работать чуть лучше, если не повезет, связь будет чуть хуже или ее не будет вообще. В любом случае в зоне неустойчивой связи полезно помочь своему телефону, подключив внешнюю направленную антенну или хотя бы гарнитуру hands free. Ведь нельзя же требовать компенсации всех недостатков, которые имеет зона обслуживания оператора сотовой связи, только от маленького телефона.

Для справки:

Децибелы (дБ) – логарифмические единицы, широко используемые в радиотехнике для выражения отношения двух величин. Отношение напряжений (U) и мощностей (P) двух сигналов в децибелах можно выразить так:

N = 20 log (U1/U2) = 10 log (P1/P2)

Если в качестве одной из величин в отношении используется некое эталонное абсолютное значение, то появляется возможность выражать уже абсолютные значения в логарифмических единицах. Например, если принять за эталонное значение мощность 1 мВт, то другие абсолютные значения мощности можно будет выражать в логарифмических единицах «дБм» (децибел к милливатту), которые часто используются в радиотехнике. При этом положительные значения соответствуют уровням, превышающим эталонное значение, а отрицательные – уровням ниже эталонного значения.

Инструкция

Помехами для приема могут быть массивные стены, железобетонные или металлические перекрытия, отсутствие базовых станций конкретного оператора. Обратите внимание на сотовые репитеры. Устройство поможет в помещении, где невозможно осуществить . Например, вы работаете в офисе, который находится в полуподвальном помещении, недоступной на территории подземной парковки, чтобы позвонить каждый раз нужно выходить на улицу.

Репитер усилит сигнал от базовой станции оператора, будет излучать его в сторону мобильного . Имейте в виду, неправильно установленная система может ухудшить качество . Для установки системы обратитесь к официальным представительствам – вам не только подберут нужное оборудование, но и правильно произведут установку.

Имейте в виду, в зоне неуверенного приема сети тратит много энергии, аккумулятор мобильника начинает расходовать заряд. Поэтому следите за зарядом батарейки, иногда его может просто не хватать для звонка.

Если возиться с установкой системы сотовых репитеров не хочется, попробуйте более простой вариант – пассивный антенный усилитель. Устройство будет работать в помещении, где сигнал есть, но слабый, неуверенный – антенна стабилизирует его.

Такая антенна не только улучшает качество связи, но и обеспечивает экономный расход энергии аккумулятора, уменьшает шумы и помехи, возникающие при разговоре по телефону. Чтобы ее установить не нужно обращаться к специалистам, просто поместите антенну внутрь телефона, ближе к отсеку с аккумулятором.

Если вы планируете поездку за город, прихватите с собой несколько СИМ карт разных операторов. Возможно, для спокойного общения, достаточно сменить оператора – качество связи напрямую зависит от зоны покрытия сети.

Полезный совет

Проверьте, не влияет на качество связи радиотелефон, от разницы в диапазоне частот могут возникнуть помехи.

Источники:

• Как улучшить прием мобильного аппарата дома?
• Плохая связь? Есть решение по улучшению приёма сотового сигнала!
• Новые технологии в мобильной связи - антенный усилитель

Вам понадобится

• - телевизионная антенна;
• - металлический провод.

Инструкция

Для начала попробуйте просто переместить ваш Wi-Fi маршрутизатор. Многие устанавливают данное оборудование в труднодоступных местах, например на системном блоке компьютера или на подоконнике.

Если вам необходимо усилить качество сигнала в определенной комнате, то переместите в нее Wi-Fi маршрутизатор. К сожалению, данный метод не решает проблему плохого уровня сигнала сразу в нескольких помещениях.

Для глобального увеличения радиуса сигнала Wi-Fi точки доступа используйте несколько приспособлений. Во-первых, попробуйте приобрести дополнительную антенну. Многие Wi-Fi маршрутизаторы имеют одну или две стандартные антенны. Приобретите антенну большего размера и подключите ее к устройству.

Если возможность осуществления данной процедуры отсутствует, то усильте существующие антенны. Выключите Wi-Fi маршрутизатор и открутите антенну (если она снимается). Снимите часть изоляции с верхнего конца антенны.

Найдите неиспользуемую комнатную телевизионную антенну. Ее размеры и форма не играют особой роли. Соедините между собой металлическим проводом обе антенны. Соберите маршрутизатор и включите его.

Если же вы не нашли комнатную антенну, но у вас есть стационарный компьютер, то можете прикрепить провод, идущий от маршрутизаторной антенны к системному блоку компьютера. В том случае, если вы боитесь коротких замыканий или любых других повреждений антенны, то снимите крышку системного блока. А к ней, в свою очередь, присоедините провод.

Видео по теме

Обратите внимание

Учтите один важный момент: Wi-Fi сигнал может глушиться другими подобными точками доступа, а также усилителями телевизионных антенн и прочей бытовой техникой. Не располагает маршрутизатор в близи домашних бытовых приборов, особенно телевизоров, музыкальных центров и колонок.

Полезный совет

Если у вас нет ненужной телевизионной антенны, то вы можете использовать металлическую гардину.

Вы заметили, что в последнее время качество приема и передачи сигнала сотовой связи резко ухудшилось? Улучшить качество связи можно и своими силами, если знать причину, приведшую к помехам в эфире.

Инструкция

Сделайте в помещении или демонтируйте наружные металлические ограды и решетки, если в них нет особой надобности. Ведь чем больше металла вокруг, тем слабее сигнал. И, кстати, если ваш имеет тонированные стекла, это также может влиять на качество . Связь с «чистыми» стеклами гораздо лучше.

Если в комплект поставки вашего устройства входит выносная антенна, достаньте ее из коробки из-под мобильного аппарата. Подключите к телефону и вынесите ее за стекло. Если у вас ее нет, то, в крайнем случае, вы можете приобрести такую антенну в салоне сотовой связи или заказать ее по интернету у официальных представителей компании-производителя телефона.

Проверьте, насколько хорошо работает выносная антенна. Практически все антенны улучшают сигнал мобильного телефона, если он находится от них в радиусе 1-2 метров. Если единственное неудобство, которое вас смущает – это то, что вы не можете далеко уходить от антенны, приобретите усилитель сигнала сотовой связи. Иными словами, купите внешнюю антенну.

Установите внешнюю антенну для улучшения приема и передачи сигнала между вашим телефоном и базовыми станциями. Сигнал будет поступать на GSM репитер, и качество подобного «общения» намного улучшится.

Выберите место для установки внешней антенны с учетом:
- этажности здания;

Непосредственного места размещения усилителя;

Этажности соседних строений и пр.

Подпишите договор с операторами связи на установку такой антенны. Если разрешение получено, установите антенну и протяните кабель от нее до усилителя сигнала. Обратите внимание: все монтажные работы лучше доверить специалистам по монтажу сетей, если у вас, конечно, нет специальных навыков. Услуги монтажа от компаний, имеющих все необходимые лицензии, разрешения, а также оборудование, вы можете заказать по интернету.

Видео по теме

Сброс или плохое качество звука во время прохождения вызовов является результатом низкой мощности сигнала. Причины могут быть различными, но в любом случае сигнал улучшить можно, если только дело не в неудовлетворительном состоянии самого телефона.

Инструкция

Проконсультируйтесь со своим поставщиком телекоммуникационных услуг (сотовым оператором). Возможно, что ваш дом или офис находятся в так называемой «мертвой зоне» покрытия сотовой связь. Если это действительно так, вы можете обратиться непосредственно в офис своего оператора и подать заявку на улучшение качества связи. Будет неплохо, если ваше заявление будет коллективным. Тогда вероятность быстрого рассмотрения вашего обращения и положительной реакции на него увеличится. Обычно в таких случаях операторы связи производят монтаж дополнительных антенн в подобной зоне.

Если оператор связи пока ничем не может вам помочь, подпишите с ним договор о монтаже индивидуальной внешней антенны для усиления сотового сигнала (репитера). Заключать такой договор следует потому, что ваша антенна может впоследствии создавать помехи для работы базовых станций.

Выберите место для антенны. Постарайтесь, чтобы на пути следования сигнала было как можно меньше зданий, деревьев и других препятствий. Учитывайте при этом и этаж, на котором располагается ваша квартира или офис.

Зайдите в интернет и выберите компанию, занимающуюся монтажом таких конструкций. Создайте заказ на услуги по монтажу репитера. Не пытайтесь установить репитер самостоятельно, если у вас нет для этого достаточной квалификации. Кстати, вы можете неплохо сэкономить, если приобретете внешнюю антенну и подпишете договор об услугах с одной и той же компанией. Обязательно проверьте наличие у фирмы сертификатов безопасности оборудования.

Многие сотовые телефоны в современных городских условиях зачастую не справляются с качественным приемом сигнала, даже если представляют собой дорогие модели. Следует позаботиться о качестве приема, выполнив несколько несложных действий.

Инструкция

Проверьте мощность аккумулятора вашего телефона. Он использует намного больше энергии во время вызовов, чем когда находится в режиме ожидания. Часто аккумулятор может быть достаточно сильным, чтобы совершить звонок, но недостаточно мощным, чтобы одновременно с этим настроить сигнал. Старайтесь всегда держать его заряженным.

Смените ваше местоположение. Здания и другие крупные постройки могут блокировать сигнал вашего телефона. Попробуйте выйти на улицу или подойти к окну во время вызова. Если у вас возникли проблемы с приемом на , попробуйте найти свободную широкую площадку и лучше поднимитесь на естественное возвышение.

Попробуйте воспользоваться специальными устройствами для усиления сигнала. Это могут быть гибридный усилитель или ретранслятор для личного использования. Они могут использоваться практически с любым телефоном, не требуют долгой установки и действительно работают.

Обновите антенну телефона. Некоторые производители сотовых делают не самые качественные антенны устройств, которые лучше сразу в магазине или в домашних условиях. Новая антенна обойдется вам сравнительно недорого и обеспечит более качественный прием.

Попробуйте правильно настроить сеть. Большинство операторов работают независимо друг от друга, используя свои собственные частоты и по-разному влияя на сигнал сотового телефона. Скорее всего, если телефон плохо контактирует с одной сетью, то можно просто заменить оператора. Многие из них при этом позволяют сохранить предыдущий номер телефона.

Держите телефон правильно. Обычно когда мобильный телефон находится в вертикальном положении, то сигнал принимается лучше. Но если вы слишком наклоняете его или держите странным образом, например, сильно сжав руками, то это будет мешать работе антенны. Держите телефон прямо, чтобы он без проблем ловил сигнал оператора.

Пассивным ретранслятором называется прибор для улучшения приема радиосигнала в экранированном помещении. В отличие от активного ретранслятора, пассивный не требует ни источника питания, ни регистрации в контролирующих органах.

Инструкция

Установите в месте уверенного приема сигнала антенну, рассчитанную на работу в том диапазоне, в котором предполагается осуществлять прием в другом помещении. Эта антенна должна быть расположена в месте, в котором в нее гарантированно не может попасть молния, и где она не может подвергнуться воздействию атмосферных осадков.

На дальность распространения электромагнитного Wi-Fi-сигнала в диапазонах 2.4 и 5 ГГц влияют следующие факторы:

1) Мощность передатчика (точки доступа) и чувствительность приемника (ноутбук / компьютер / смартфон / планшет). Пожалуй, ключевой момент в работе любого беспроводного оборудования. Если просто, то чем больше мощность передатчика, тем дальше полетит электромагнитная волна, и тем больший энергетический запас будет иметь. Чем больше чувствительность приемника, тем более ослабленный сигнал сможет уловить его антенна.

2) Наличие и тип препятствий на пути распространения сигнала от передатчика до приемника. Соответственно, чем больше этих препятствий, тем большую долю мощности будет терять волна, проходя через них. И так уж получилось, что разные материалы в зависимости от своих физических свойств (диэлектрическая, магнитная проницаемости и проводимость) могут оказывать как негативное, так и положительное влияние на распространение электромагнитного поля.

3) Интерференция радиоволн, возникающая из-за влияния стороннего оборудования, работающего в том же частотном диапазоне и усиленно генерирующего помехи. К такому оборудованию в первую очередь относятся Wi-Fi-адаптеры "соседей" и микроволновые СВЧ печи. В меньшей степени на Wi-Fi-сеть оказывают влияние Bluetooth-устройства. В этом же диапазоне 2.4/5 ГГц работает огромное количество промышленного и медицинского оборудования, но в офисах, бизнес центрах и домах обывателей их, к счастью, можно встретить не часто.

Приведенный список можно значительно расширить и дополнить, но это, по мнению автора, наиболее значимые моменты, которые при правильном подходе смогут значительно увеличить энергетический потенциал беспроводной сети. Ниже приводятся более детальные рассуждения по каждому из пунктов.

1. Мощность и чувствительность

Девиз раздела: не запори то, что имеешь.

Мощность передатчика, разрешенная стандартом IEEE 802.11 для беспроводного Wi-Fi-оборудования не должна превышать 20 dBm, что эквивалентно 100 милливаттам. Значения мощности реального оборудования в среднем находится в диапазоне от 15 до 18 dBm. Связано это по большей части с нежеланием производителя "рисковать", ведь устройство мощностью свыше 20 dBm просто не пройдет сертификацию.

Тут есть два момента, на которые нужно обратить внимание: во-первых, нужно понимать, какой частью и в какую сторону излучает Wi-Fi-адаптер, а вернее его антенна. Подавляющее большинство home-версий точек доступа имеют omni-антенну с круговой диаграммой направленности в форме тора (в первом приближении), рисунок 1.

Рисунок 1 - Внешний вид и диаграмма направленности Omni-антенны

Тор имеет диаграмму направленности в угломестной плоскости в форме восьмерки, а в азимутальной - в форме круга. Для обеспечения наиболее благоприятных условий приема пользователя сети нужно располагать в направлении на максимум излучения. Учитывая, что рассматриваемая антенна всенаправленная, она просто должна располагаться параллельно приемнику (антенне приемника). Это условие демонстрируется рисунком 2.

Рисунок 2 - Иллюстрация к зависимости качества приема от взаимной ориентации передатчика и приемника

Таким образом, если расположение вашего ноутбука соответствует направлению на "минимум излучения" (рисунок 2), то не стоит удивляться низкому качеству приема. Учитывая, что антенны, идущие в комплекте с роутером, имеют в основании "систему вращения", то каких только вариантов ориентации антенны не встретишь в квартирах обывателей.

Следующий вариант увеличения дальности - это использование более направленной антенны, то есть имеющей больший коэффициент усиления. Следует отметить, что антенна - устройство пассивное, поэтому вы лишь увеличите плотность потока электромагнитного излучения в нужную сторону, а мощность излучения останется на прежнем уровне (15 - 20 dBm). На рынке представлено большое количество антенн Wi-Fi-диапазона с различным коэффициентом усиления в среднем от 3 до 15 dBi, способных перекрыть расстояние в пару километров. Поэтому в том случае, если вы живете в лесной глуши, и точно знаете, где располагается источник сигнала, то можете смело использовать направленную антенну.

Отдельно можно отметить, что есть аппаратные средства увеличения мощности беспроводного адаптера, работающего из-под Linux (и некоторого ПО в Windows), с помощью которого можно аппаратно изменить излучаемую мощность передатчика, но этот и подобные решения довольно быстро могут вывести адаптер из строя.

Так как антенны - устройства двухстороннего типа, то есть любая антенна может работать как на прием, так и на передачу, то все сказанное выше, касаемо увеличения мощности передающей антенны, способно в равной степени увеличить и ее чувствительность.

2. Количество и тип препятствий

Девиз раздела: используй логику при размещении оборудования.

Конечно, довольно сложно без специального оборудования учитывать количество препятствий и их тип на пути распространения радиосигнала, но есть несколько правил, соблюдая которые можно "сохранить" пару децибел мощности.

Длина Wi-Fi-волны в диапазоне 2.4 ГГц составляет в среднем 12.5 сантиметров и для диапазона 5 ГГц - 6 сантиметров, поэтому для крупных объектов (стены, перекрытия, шкафы, двери и т.д.) можно пользоваться принципом геометрической оптики, предполагая, что сигнал распространяется по прямой линии (частично отражаясь и преломляясь). Это, конечно, грубое допущение, но во-всяком случае это позволит "на глаз" оценить направление распространения сигнала и расчистить (по возможности) ему путь.

Первое, что нужно иметь в виду, это то, что сигнал очень плохо проходит через металлизированные поверхности и соответственно железобетонные перекрытия. Попадая на металлический объект, электромагнитная волна продолжает распространяться вдоль его поверхности, рассеиваясь. Поэтому в идеале, точку доступа нужно располагать подальше от сейф дверей, железных столов и так далее. Если необходимо обеспечить прохождение сигнала через толстую стену (тип материала не важен), то нужно постараться обеспечить условие, чтобы путь от источника до приемника через это препятствие был минимален. Это условие демонстрируется иллюстрацией на рисунке 3.

Рисунок 3 - Иллюстрация к уровню мощности сигнала после прохождения через препятствие

3. Интерференция радиоволн

Чтобы в домашних условиях определить наличие помех от стороннего оборудования и по возможности уменьшить его влияние, рекомендуется использовать программные анализаторы Wi-Fi радиопокрытия. В статье " " произведен обзор возможностей подобных программ, работающих под управлением OS Windows.

В целом рекомендации следующие. При запуске программы, например, Wi-Fi Scanner (разработчика System Lizard) откройте диаграмму распределения уровня сигнала по частотным каналам Wi-Fi, рисунок 4. График наглядно представляет информацию об окружающем вас беспроводном оборудовании.

Рисунок 4 - Внешний вид вкладки 2.4 GHz band, программы Wi-Fi Scanner

В диапазоне 2.4 ГГц в РФ существует 13 частотных каналов. Три из них условно неперекрывающиеся - это 1, 6 и 11 каналы. Как показывает практика - большая часть точек доступа работает на первом и шестом каналах. Есть и умные точки доступа, которые могут автоматически "переезжать" на менее зашумленные каналы. Вариант автонастройки точки доступа подойдет в том случае, если она одна в сети и обслуживает малое количество абонентов. Если же точка доступа является частью крупной беспроводной сети, то такой вариант категорически неприемлем. Используя программы, анализаторы радиопокрытия можно просто промониторить каналы и выбрать наименее зашумленный. Например, для ситуации, изображенной на рисунке 4, я бы выбрал 11 или 12 частотный каналы. Аналогичные рассуждения могут быть отнесены и к диапазону в 5 ГГц.

Никогда нельзя предугадать все возможные источники помех, бывали случаи, когда за стеной, с закрепленной на ней точкой доступа, неожиданно оказывалась микроволновая печь, роняющая Wi-Fi сеть на весь обед.

Заключение

В заключение пару слов хотелось бы сказать о распространенных кустарных методах усиления Wi-Fi с помощью банок из-под пива, CD-дисков и прочей нечисти. Работает это только в том случае, если вы реально понимаете, что нужно делать, а место установки "модификаций" вымерено с помощью штангенциркуля. Например, устанавливая экран из разрезанной банки из-за пива, ее расстояние до антенны должно быть вымерено так, чтобы отраженные от нее волны приходили в фазе с основным излучением антенны. Если вы ставите экран "на шару", то можно добиться и вовсе противоположного результата - отраженные волны приходят в противофазе и гасят друг друга. Но это уже совсем другая история.

Вопрос об относительной чувствительности аппаратов возникает регулярно. Какой аппарат наиболее чувствительный? Правда ли, что у новых моделей чувствительность ниже, чем у старых? Говорят, что телефоны бизнес-класса обладают меньшей чувствительностью, чем недорогие модели, так ли это? Внешняя антенна должна обеспечивать лучшую чувствительность, чем закрытая пластиковым корпусом антенна внутренняя - почему же тогда аппаратов с внутренней антенной становится все больше? И так далее.

Дать короткий ответ на эти вопросы не получается. Услышав общий ответ, который вполне однозначен, люди начинают выяснять детали, просят растолковать некоторые случаи из своей жизни и т. д. А общий ответ на вопрос такой: паспортная чувствительность всех имеющихся сегодня на рынке GSM-телефонов одинакова.
Одинаковость бывает разная
Следует понимать, что одинаковая средняя чувствительность всех аппаратов не говорит о том, что чувствительность двух конкретных телефонов (даже одной модели) тоже одинакова или, выражаясь математическим языком, «тождественно равна». Параметры электронных компонент, из которых собран телефон, имеют некоторый разброс. Следовательно, один аппарат может иметь чувствительность чуть большую, а другой - чуть меньшую. Но этот разброс чувствительности не имеет значимых последствий для пользователя.

Следует помнить, что, даже если на выходе с завода телефоны имеют одинаковые характеристики, со временем параметры электронных компонент начинают потихоньку «плыть», то есть свойства систем - в том числе и чувствительность - могут изменяться непредсказуемым образом. В реальности такое происходит редко. Однако нельзя полностью исключить вероятность того, что от сотрясения телефона на корпусе одного из конденсаторов может образоваться микротрещина, воздух попадет внутрь, постепенно окислит материал конденсатора, он изменит параметры, а это приведет к изменению характеристик всего телефона, в частности, чувствительности. Но, как мы уже отмечали, это бывает редко, а в среднем чувствительность сотовых GSM-телефонов практически одинакова.

Хочу рассказать о попытке тестирования чувствительности телефонов, которую проводил у себя дома. Я перемещался с телефонами разных моделей вдоль длинного коридора, прием в котором плавно падал от устойчивого на одном конце до отсутствия в ванной комнате, где экранирование металлом ванны, труб водоснабжения и канализации делало контакт аппарата с базой невозможным. Разные модели телефонов теряли связь в разных местах «полигона». Но разница в месте потери контакта составляла не более пары метров, что подтверждает вышеизложенные выводы.

В реальности разница в два-три метра, которые разделяют точки потери связи с базовой станцией аппаратами разных производителей, никакой роли не играет.

«Размер имеет значение»?

Как же так? - спросит читатель - ведь достаточно взглянуть на телефоны, чтобы увидеть: антенны у них разной конфигурации, у одних больше, у других - меньше, а у третьих - вообще внутренние?! Да, антенны у аппаратов разные, но, во-первых, приемная антенна - не просто кусок провода, а более сложное устройство, эффективность которого зависит не только от линейных размеров, но и от других параметров. Не буду пересказывать основы построения антенных устройств, а особо въедливым читателям рекомендую почитать учебники соответствующего спецкурса для радиотехнических факультетов. Во-вторых, чувствительность зависит не только от антенны, но и от параметров электроники, «ведающей» обработкой сигнала, а эти параметры «на глаз» не определишь. Кроме размера есть другие параметры, которые влияют на чувствительность телефона, и эти характеристики подбираются так, чтобы мобильные телефоны имели единую чувствительность. Поэтому рекомендую не применять для оценки чувствительности киношный слоган «размер имеет значение».

Ходят упорные слухи, официально не подтвержденные, что некоторые производители на младших моделях своих сотовых телефонов давно применяют внутренние антенны, а телефоны снабжают муляжами внешних антенн. Делается это для того, чтобы успокоить потенциальных покупателей и избавить технических консультантов салонов связи от необходимости объяснять каждому все изложенное в этой статье. Не все же читают «Алло Плюс»…

Не доверяйте неизвестным единицам измерения!

Тут обычно просят разъяснить некоторые факты «из жизни», которые пытаются подать как прецеденты. Как же тогда объяснить, что в одном и том же месте разные аппараты, обслуживающиеся у одного и того же оператора, показывают на дисплее разное число характеризующих уровень сигнала «палок»? А очень просто: дисплейная «палка» не есть системная единица измерения, поэтому сравнивать показания «палочной» шкалы на дисплее телефонов нельзя. Начнем с того, что практически никто, кроме разработчиков и некоторых сервисных инженеров, не знает, являются условные показания дисплейной шкалы линейными или логарифмическими, и - что важно! - какое значение взято за «ноль».

В результате возможна такая ситуация: один телефон показывает, что он сеть не видит, а другой обнадеживает владельца, демонстрируя ему одну, а то и две «палки» на дисплее, но говорить ни по одному из этих аппаратов уже нельзя - первый не даст установить связь, а второй если и установит связь, то поговорить по нему будет невозможно, так как выпадения звука («провалы» в слышимости собеседниками друг друга) не позволят вести сколько-нибудь осмысленную беседу. Кстати, мы не знаем, какой инертностью обладают показания «палочной» шкалы. Вполне возможно, что один телефон показал отсутствие связи с базовой станцией, а другой просто «не успел» это сделать. Есть и другие вопросы к шкале, но приведенных достаточно, чтобы понять: показания шкалы весьма условны, и, в общем, на них опираться нельзя.

Показаниям «палочной» шкалы можно верить в двух случаях: когда она показывает «ноль», аппарат ведет поиск сети - разговор невозможен и когда ее показания находятся на максимуме или на одно деление ниже - тогда можно быть уверенным, что телефон точно «видит» базовую станцию.

Прием зависит не только от телефона

Заметим, что «видимость» базовой станции не является достаточным условием, чтобы разговор мог быть установлен. Базовая станция в момент вызова может не иметь свободных каналов, следовательно, вызов через нее не состоится. Этот пример показывает, что наличие/отсутствие возможности установить реальный вызов обычно зависит не только от чувствительности телефона, но и от состояния сети сотового оператора. Этим, а вовсе не чувствительностью телефона, объясняются ситуации - также подаваемые как практическое доказательство разной чувствительности аппаратов - когда до вас могли дозвониться, а до вашего соседа - нет (или наоборот, неважно). Правда, вполне возможно, что ваши телефоны, несмотря на близкое расположение, находились в разных условиях приема. Например, один был заслонен от базовой станции экраном - предположим, корпусом компьютера или железным шкафом, находящимся в соседней комнате. Антенны телефонов могли быть направлены в разные стороны, а антенны имеют направленность, то есть зависимость чувствительности от угла поворота относительно направления на излучатель базовой станции. Наконец, нельзя исключать ситуацию, что сколь угодно близко находящиеся телефоны обслуживались разными базовыми станциями.

Реально же установить, чем обусловлены проблемы с плохим приемом аппаратов в данном месте, достаточно сложно, и ответить на этот вопрос может только выездная группа технических специалистов оператора сотовой связи, да и то после нескольких часов исследования помещения при помощи соответствующего оборудования. Такие группы есть у каждой компании-оператора, их работа стоит недешево, поэтому обычно они обследуют только места скопления большого количества абонентов - выставочные залы, офисные помещения, магазины и т. д.

Субъективность оценок объективных параметров

Когда я слышу рассказы о том, что раньше телефоны были более чувствительными, то всегда вспоминаю анекдот в одну строку - «раньше и эскалаторы ходили чаще». Тут в оценке параметров телефона важную роль играет субъективный фактор.

Несколько лет назад, когда покрытие оставляло желать лучшего, никто не ожидал от сотового телефона идеальной работы в любое время в любом месте. Сейчас же покрытие улучшилось, причем не только количественно (использование сотового телефона стало возможным на большей площади), но и качественно (большое количество базовых станций установлено на уже покрытой территории и предназначено для улучшения покрытия). Однако объективные улучшения не успевают за субъективными требованиями абонентов к качеству мобильной телефонии. Что же до идеальной работы, которой ждут от мобильных телефонов многие гуманитарии (люди с техническим образованием обычно понимают, что идеально работающих систем в природе не существует. - Прим. ред.), то в принципе недостижима идеальная ситуация, когда прием возможен внутри всех помещений, включая нижние этажи и полуподвалы, гаражи и комнаты в глубине зданий, дворы-колодцы и путепроводы, пространства под мостами и в других «тенистых» местах. Дело тут не в низкой чувствительности телефонов, а в сложности городского рельефа. В каждом подъезде или над каждым двором-«колодцем» не поставишь базовую станцию, это просто нерентабельно для оператора (цена базовой станции сейчас в среднем чуть меньше четверти миллиона долларов, цена оборудования для ее установки - мачта, антивандальные ограждения и т. д. - может сравняться с ценой электронной части. - Прим. ред. ).
Субъективность работает и при «сравнительной оценке» чувствительности двух телефонов разных ценовых категорий. По понятной причине человек ожидает от аппарата за две-три сотни долларов лучшей чувствительности, чем от телефона ценою «всего лишь» в сотню. Однако, как мы уже отмечали выше, телефоны имеют одинаковую чувствительность. Правда, при разговоре по небольшому телефону проще случайно закрыть кистью руки антенну, а это ухудшает условия приема, однако это обстоятельство объясняется не чувствительностью аппарата, а условиями его эксплуатации.

Что же до вопроса о самом чувствительном сотовом телефоне, то надеюсь, что после нашего рассказа он отпал сам собой.

Как поступать при проблемах с приемом?

В действительности способы усиления сотового сигнала существуют. Если телефон плохо «тянет» дома, самый простой способ — купить GSM репитер. Если же проблема застала вас вне дома, то придерживайтесь следующих рекомендаций.

Покиньте места с явной тенью - двор, подземный переход, путепровод, пространство между железными гаражами, двор -«колодец» и т. д. Если вы находитесь в комнате, подойдите ближе к окну, а лучше выйдите на балкон.

Проверьте, не закрываете ли вы кистью руки антенну аппарата и, если закрываете, возьмите телефон иным образом.

Поменяйте направление телефона в пространстве. Иногда похожее на шаманство кружение вокруг собственной оси приводит к тому, что антенна телефона получает направление, в котором ее чувствительность максимальна относительно сигнала используемой базовой станции.

Переместитесь с мобильным телефоном на открытое место. Лучше, если это возвышенность, не заслоненная рельефом от ближайшей базовой станции (если направление на таковую известно).

Используйте внешнюю антенну, возможность подключения которой имеет практически каждый аппарат. Обычно в этом качестве выступает автомобильная антенна, но и ее можно установить в любом месте, где требуется улучшение приема, например, вынести на балкон, если ваша квартира «затенена» от базовой станции.
Александр Карачев