Wzmocnienie sygnału modemu 4G

Czasami konieczne jest zorganizowanie jakościowego dostępu do Internetu na odległych od stacji bazowej obiektach, takich jak domy wiejskie, budynki przemysłowe, kopalnie itp. Z reguły standardowy sprzęt jest niewystarczający do odbioru fali radiowej w wymaganym zakresie częstotliwości przy niskiej mocy progowej. W niniejszym artykule omawiamy skuteczne sposoby. jak wzmocnić sygnał modemu 4G własnymi rękami za pomocą elementów pasywnych i aktywnych.

Od czego zależy prędkość przesyłania danych?

Kanałem transmisji danych w komunikacji komórkowej jest pole elektromagnetyczne, w którym rozchodzą się sygnały niosące użyteczną informację. Z elementarnych pojęć elektrodynamiki możemy łatwo wywnioskować, że szybkość przesyłania danych w tym przypadku jest bezpośrednio związana z siłą sygnału. Dokładniej, do oceny jakości odbioru służy logarytm dziesiętny ze stosunku amplitudy sygnału odbieranego do amplitudy sygnału emitowanego – współczynnik wzmocnienia, dB.

Na wielkość tę mogą mieć wpływ następujące czynniki:

1. Podróż fali radiowej do najbliższej wieży komunikacyjnej. Im jest ona dłuższa, tym większe jest opóźnienie czasowe i absorpcja, a więc mniejsza prędkość.
2. Obecność przeszkód w linii wzroku. Beton, metal, drewno i woda są uważane za najbardziej skuteczne materiały w pochłanianiu fal radiowych. Obecność tych substancji na drodze fali da znaczne tłumienie sygnału po stronie odbiornika.
3. Szum pasma częstotliwości. Każdy kanał radiowy ma limit dedykowanych linii, im gęściej są one “zapchane”, tym większe prawdopodobieństwo ich przecięcia i wystąpienia dodatkowych błędów.
4. Jakość części pasywnej i aktywnej sprzętu odbiorczego. Bardzo wiele zależy od dokładności wykonania projektu anteny. Wynika to z faktu, że częstotliwość nośna wież komórkowych ma bardzo dużą dokładność mimo zakresu gigaherców. W związku z tym błąd montażowy nawet o 1 mm będzie miał ogromny wpływ na właściwości rezonansowe anteny.

Teraz, zanim dowiesz się, jak zwiększyć sygnał 4G i poprawić prędkość danych, musisz przeanalizować parametry istniejącego połączenia.

Jak określić swoją prędkość transmisji danych

Po podłączeniu urządzenia do komputera lub routera, musisz sprawdzić fakt, że masz dostęp do samego internetu. Możesz to zrobić uruchamiając w wierszu poleceń polecenie ping 8.8.8.8. Jeśli odpowiedź będzie pozytywna, wskazująca na wielkość i czas życia pakietów, możesz przejść do sprawdzenia prędkości odbioru i transmisji danych.

Aby to zrobić, będziesz musiał:

• Otworzyć przeglądarkę i przejść do jednego z wielu zasobów znalezionych przez zapytanie “Sprawdź prędkość” w dowolnej wyszukiwarce lub można skorzystać ze strony speedtest.net.
• Naciśnij przycisk “Test” (lub podobny) i poczekaj na zakończenie działania skryptów.
• W formularzu z wynikami pojawi się maksymalna prędkość uzyskana zarówno przy nadawaniu, jak i odbieraniu pakietów danych.

Jak poznać swoją stację bazową

Aby określić, jak zwiększyć sygnał modemu 4G własnymi rękami, musisz zrozumieć, jak blisko znajdują się wieże komunikacyjne. Chociaż informacje te są niezwykle przydatne w konstruowaniu domowych urządzeń zwiększających i powtarzających sygnał, zaprojektowanych w celu poprawy jakości i zwiększenia obszaru zasięgu, operatorzy komórkowi nie ujawniają wyraźnie takich danych.

Istnieje jednak kilka sposobów, dzięki którym można określić położenie najbliższej jednej lub kilku wież nadawczych:

1. Za pomocą specjalistycznego oprogramowania. Takim na przykład jest “Netmonitor” lub “Network Cell Info”. W otrzymanej informacji można zobaczyć nie tylko współrzędne stacji, ale także częstotliwość nośną sygnału, zajmowane pasmo oraz współczynnik tłumienia sygnału.
2. Korzystanie z oprogramowania i strony cellidfinder.com. Aby uzyskać szczegółowe informacje o współrzędnych wieży, musisz wpisać kod “MCC”, “MNC” (w tej samej linii co “MCC”, oddzielone spacją), kod “LAC” i “CID” (w niektórych programach ta kombinacja nazywa się “TAC-ECI”). Następnie należy nacisnąć przycisk “SearchCellID”.

Uwaga!!! Wszystkie kody można łatwo uzyskać za pomocą oprogramowania “Network Cell Info”. Aby poprawić jakość pozycjonowania na stronie internetowej, zaleca się stosowanie wyszukiwania z zaznaczoną opcją “Google data” i “Averaging”.

Jak szybko można uzyskać

To pytanie nie ma precyzyjnej odpowiedzi, więc konieczne jest określenie maksymalnej prędkości w zależności od generacji sieci:

• 2G – 220 kbit/sek;
• 3G – 42 Mbit/s;
• 4G – 150 Mbit/s (teoretycznie do 1000 Mbit/s);
• 5G – technologia eksperymentalna, do 10 Gbit/s.

Ponieważ każda generacja wykorzystuje inną częstotliwość danych, straty również będą inne, dlatego dokładny spadek prędkości internetu może być oszacowany jedynie poprzez wielokrotne pomiary eksperymentalne. Średnio, spadek poziomu sygnału do “zera” jest osiągany przy tłumieniu ~20 dBi.

Jak wzmocnić sygnał 3G/4G/LTE USB-modem bez złącza antenowego

Zdarza się również, że modem nie posiada złącza do podłączenia kabla koncentrycznego, a pytanie jak poprawić sygnał 4G/LTE/3G jest nadal aktualne. Aby zwiększyć zasięg, możesz wykonać następujące czynności:

1. rozebrać przewód do centralnego rdzenia, pozostawiając “ogon” o długości około 10 cm;
2. na tylnej części modemu (naprzeciwko USB) uformować ramkę anteny tak, aby długość elementu wynosiła około 1 cm;
3. jeśli używana jest antena MIMO, zainstaluj drugą na pierwszej ramce, ich elementy powinny być ustawione prostopadle do siebie;
4. zamocować konstrukcję za pomocą taśmy duct tape lub taśmy klejącej.

Jak widać z przeglądu, poprawa sygnału sieci komórkowych 4G i wcześniejszych generacji nie jest prostym, ale całkiem wykonalnym zadaniem. Należy zauważyć, że przy pewnym przeszkoleniu i minimalnej wiedzy na temat fizyki radiowej, łatwo jest złożyć i skonfigurować sprzęt, który znacznie rozszerzy obszar odbioru sygnału z wieży komórkowej, zapewniając tym samym stabilny i szybki dostęp do Internetu.