تقویت آنتن موبایل در زیرزمین و طبقات مرتفع برج ها

ضعف آنتن دهی موبایل در زیرزمین و طبقات بالای برج ها دو مشکل کاملا متفاوت هستند. بسیاری از کاربران تصور می کنند هر جا آنتن موبایل ضعیف باشد، با یک دستگاه تقویت کننده معمولی مشکل حل می شود؛ اما از دید مهندسی RF، زیرزمین و طبقات مرتفع دو سناریوی جداگانه دارند و برای هر کدام باید راهکار متفاوتی انتخاب شود.

در زیرزمین، مشکل اصلی معمولا نبود مسیر مستقیم سیگنال، دیوارهای بتنی، سقف ضخیم، ستون های مسلح، شفت آسانسور، رمپ پارکینگ و محصور بودن فضا است. اما در طبقات مرتفع برج ها، مشکل بیشتر به زاویه تابش آنتن BTS، تداخل چند سلول، نوسان بین دکل ها، شیشه های Low-E، نمای فلزی و خروج کاربر از لوب اصلی آنتن های اپراتور مربوط می شود.

چرا زیرزمین آنتن موبایل ندارد؟

زیرزمین از سخت ترین محیط ها برای دریافت سیگنال موبایل است. امواج موبایل برای ورود به زیرزمین باید از چند مانع عبور کنند؛ سقف بتنی، میلگرد، دیوارهای حائل، ستون ها، رمپ، درب های فلزی، شفت آسانسور و تجهیزات تاسیساتی. هر کدام از این موانع بخشی از سیگنال را جذب یا منعکس می کنند.

در بسیاری از پارکینگ ها، فضای زیرزمین مانند یک قفس فلزی یا بتنی عمل می کند. اگر سیگنال بیرون ساختمان قوی باشد ولی در زیرزمین هیچ آنتنی وجود نداشته باشد، بهترین راهکار معمولا دریافت سیگنال از پشت بام یا فضای آزاد و انتقال آن به زیرزمین با کابل و آنتن داخلی است.

دلایل اصلی ضعف آنتن در زیرزمین

• نبود دید مستقیم به دکل مخابراتی
• سقف و دیوارهای بتنی ضخیم
• وجود میلگرد و سازه فلزی
• قرار گرفتن در طبقات منفی
• وجود آسانسور، شفت، موتورخانه و تجهیزات فلزی
• طول زیاد مسیر تا فضای باز
• نبود پنجره یا مسیر طبیعی ورود سیگنال

چه دستگاهی برای تقویت آنتن موبایل در زیرزمین مناسب است؟

برای زیرزمین کوچک، پارکینگ خانه یا طبقه منفی محدود، معمولا یک ریپیتر موبایل چند باند همراه با آنتن بیرونی یاگی یا لگاریتمی و یک یا چند آنتن داخلی سقفی مناسب است. اما برای پارکینگ بزرگ، مرکز خرید، برج چند طبقه یا ساختمان اداری، یک ریپیتر ساده کافی نیست و باید از سیستم توزیع آنتن داخلی یا DAS استفاده شود.

نکات مهم قبل از نصب ریپیتر در زیرزمین

• اول باید روی پشت بام یا فضای باز قدرت سیگنال اندازه گیری شود.
• اگر بیرون ساختمان سیگنال مناسب نباشد، ریپیتر نتیجه خوبی نمی دهد.
• آنتن بیرونی باید به سمت دکل قوی تر تنظیم شود.
• کابل باید از نوع کم افت باشد، مخصوصا اگر مسیر طولانی است.
• برای پارکینگ های بزرگ، یک آنتن داخلی کافی نیست.
• آنتن داخلی و بیرونی نباید خیلی نزدیک باشند، چون باعث نوسان و فیدبک می شود.

نمودار ساده مسیر سیگنال در زیرزمین

چرا طبقات مرتفع برج ها هم مشکل آنتن دارند؟

مشکل آنتن دهی در طبقات بالای برج ها با زیرزمین فرق دارد. در برج های مرتفع، معمولا سیگنال به طور کامل مسدود نشده است؛ بلکه چند سیگنال مختلف از چند دکل به گوشی می رسد و گوشی بین سلول ها جابه جا می شود. این وضعیت باعث نوسان آنتن، افت سرعت اینترنت، قطعی تماس و کاهش کیفیت SINR می شود.

آنتن های اپراتور معمولا طوری تنظیم می شوند که خیابان، طبقات پایین و محدوده تراکم کاربر را پوشش دهند. زاویه تابش آن ها معمولا به سمت پایین است. به همین دلیل طبقات خیلی بالا ممکن است خارج از مسیر اصلی تابش آنتن باشند یا سیگنال های ضعیف و پراکنده از چند دکل دریافت کنند.

دلایل اصلی ضعف آنتن در طبقات بالای برج

• خارج شدن از لوب اصلی آنتن BTS
• تداخل چند دکل مختلف در ارتفاع بالا
• نوسان گوشی بین چند سلول یا Ping-Pong Handover
• کاهش کیفیت SINR با وجود نمایش آنتن ظاهری
• شیشه های Low-E و نمای فلزی برج
• اسکلت فلزی و ستون های بتنی
• تراکم زیاد کاربران در برج های اداری و مسکونی

چرا در طبقه بالا گاهی آنتن پر است ولی اینترنت ضعیف است؟

در طبقات مرتفع، ممکن است گوشی چند خط آنتن نشان دهد، اما اینترنت همچنان ضعیف باشد. دلیل این موضوع این است که قدرت سیگنال تنها معیار کیفیت نیست. اگر نویز و تداخل زیاد باشد، گوشی سیگنال دریافت می کند اما کیفیت آن پایین است. در این حالت RSRP ممکن است قابل قبول باشد، اما SINR ضعیف است.

برای همین در برج ها فقط نباید به تعداد خط آنتن نگاه کرد. باید کیفیت سیگنال، باند فرکانسی، پایداری اتصال و سرعت واقعی اینترنت هم بررسی شود.

چه دستگاهی برای طبقات مرتفع برج مناسب است؟

برای طبقات مرتفع، انتخاب دستگاه باید با دقت بیشتری انجام شود. در بسیاری از موارد، یک ریپیتر ارزان با آنتن اومنی مشکل را بدتر می کند، چون همزمان سیگنال چند دکل را دریافت کرده و تداخل را وارد ساختمان می کند. در برج ها معمولا بهتر است از آنتن جهت دار بیرونی مانند یاگی یا لگاریتمی استفاده شود تا فقط سیگنال دکل مناسب دریافت شود.

تفاوت انتخاب آنتن بیرونی در زیرزمین و برج

در زیرزمین، آنتن بیرونی معمولا روی پشت بام نصب می شود تا بیشترین سیگنال ممکن را دریافت کند. اما در طبقات مرتفع، هدف فقط دریافت قوی ترین سیگنال نیست؛ هدف دریافت پایدارترین و تمیزترین سیگنال است. بنابراین در برج ها گاهی لازم است آنتن بیرونی به سمتی تنظیم شود که سیگنال کمی ضعیف تر اما با تداخل کمتر دریافت شود.

مقایسه زیرزمین و طبقات مرتفع از نظر مهندسی RF

چه زمانی ریپیتر موبایل کافی نیست؟

ریپیتر موبایل زمانی مناسب است که سیگنال بیرونی قابل قبول باشد، تعداد کاربران زیاد نباشد و مساحت پوشش محدود باشد. اما در پروژه های بزرگ، تقویت کننده انتن ساده ممکن است کافی نباشد.

• وقتی مساحت پارکینگ یا برج بسیار زیاد است.
• وقتی چند اپراتور باید همزمان پوشش داده شوند.
• وقتی تعداد کاربران زیاد است.
• وقتی سیگنال بیرونی ناپایدار یا آلوده به تداخل است.
• وقتی نیاز به اینترنت پرسرعت پایدار وجود دارد.
• وقتی ساختمان دارای چند طبقه و چند زون جداگانه است.

در چه شرایطی DAS بهترین انتخاب است؟

DAS یا Distributed Antenna System برای فضاهایی مناسب است که نیاز به پوشش یکنواخت، چند آنتن داخلی، چند اپراتور و ظرفیت بالاتر دارند. در زیرزمین های بزرگ، مراکز خرید، هتل ها، بیمارستان ها، برج های اداری و برج های شیشه ای، DAS می تواند نتیجه بسیار پایدارتری نسبت به یک ریپیتر ساده ایجاد کند.

مزایای DAS

• پوشش یکنواخت در چند طبقه
• کاهش نقاط کور داخلی
• امکان پشتیبانی از چند اپراتور
• کنترل بهتر توان خروجی هر آنتن
• مناسب برای برج، پارکینگ و مجتمع بزرگ
• قابلیت توسعه در آینده

نمودار انتخاب راهکار مناسب

بهترین باند فرکانسی برای زیرزمین و برج

فرکانس های پایین تر مانند 700، 800 و 900 مگاهرتز نفوذ بهتری در ساختمان دارند. بنابراین برای زیرزمین و فضاهای بتنی، باند 900 مگاهرتز معمولا برای مکالمه و پوشش پایه بسیار مهم است. اما برای اینترنت 4G، باندهای 1800 و 2600 نیز اهمیت دارند.

پیشنهاد تخصصی برای موبایل آمپلی فایرز

برای مشتریانی که مشکل آنتن دهی در زیرزمین دارند، اولین مرحله بررسی سیگنال روی پشت بام یا فضای آزاد است. اگر سیگنال بیرونی مناسب باشد، می توان با یک ریپیتر چند باند، کابل کم افت و چند آنتن داخلی مشکل را حل کرد. اگر مساحت زیاد باشد، باید از DAS یا سیستم چند آنتنه استفاده شود.

برای مشتریانی که در طبقات مرتفع برج مشکل دارند، نباید فقط قدرت سیگنال بررسی شود. باید کیفیت سیگنال، جهت دکل، تداخل چند سلول، باند فعال، نوع شیشه، نمای ساختمان و محل نصب آنتن بیرونی نیز بررسی شود. در این حالت، آنتن جهت دار و ریپیتر دارای کنترل گین اهمیت بیشتری دارد.

سوالات متداول

آیا یک ریپیتر معمولی مشکل آنتن زیرزمین را حل می کند؟

اگر روی پشت بام یا فضای باز سیگنال مناسب وجود داشته باشد، بله. اما اگر سیگنال بیرونی بسیار ضعیف باشد یا زیرزمین بزرگ باشد، باید سیستم قوی تر یا چند آنتنه طراحی شود.

چرا در طبقات بالای برج آنتن نوسان دارد؟

در طبقات بالا گوشی ممکن است همزمان سیگنال چند دکل را دریافت کند. این موضوع باعث تداخل، جابه جایی مداوم بین سلول ها و کاهش کیفیت تماس یا اینترنت می شود.

برای برج بهتر است آنتن اومنی استفاده شود یا یاگی؟

در بیشتر برج های مرتفع، آنتن یاگی یا لگاریتمی جهت دار بهتر است، چون می تواند سیگنال یک دکل مشخص را انتخاب کند و تداخل را کاهش دهد.

برای پارکینگ بزرگ چه سیستمی مناسب است؟

برای پارکینگ بزرگ معمولا ریپیتر قوی همراه با چند آنتن داخلی یا سیستم Passive DAS مناسب است. در پروژه های بزرگ تر، Active DAS یا Hybrid DAS گزینه حرفه ای تری است.

آیا باند 900 برای زیرزمین بهتر است؟

باند 900 مگاهرتز معمولا نفوذ بهتری در ساختمان دارد و برای پوشش پایه و مکالمه در زیرزمین اهمیت زیادی دارد. اما برای اینترنت 4G باید باندهای دیگر مثل 1800 نیز بررسی شوند.

جمع بندی

مشکل آنتن دهی در زیرزمین و طبقات مرتفع برج ها از نظر فنی یکسان نیست. در زیرزمین معمولا مشکل اصلی نبود سیگنال و نفوذ نکردن امواج به فضای بسته است. در برج های مرتفع، مشکل بیشتر به تداخل، زاویه تابش آنتن های اپراتور، نوسان بین دکل ها و کیفیت پایین SINR مربوط می شود.

برای زیرزمین، دریافت سیگنال از بیرون و توزیع آن در داخل مهم ترین اصل است. برای برج های مرتفع، انتخاب سیگنال تمیز و پایدار از یک دکل مشخص اهمیت بیشتری دارد. بنابراین انتخاب دستگاه تقویت کننده آنتن موبایل باید بر اساس نوع فضا، مساحت، طبقه، باند فرکانسی، قدرت سیگنال بیرونی و کیفیت سیگنال انجام شود.

موبایل موبایل آمپلی فایرز می تواند برای خانه، زیرزمین، پارکینگ، برج مسکونی، برج اداری، مرکز خرید، هتل و ساختمان های بزرگ، راهکار مناسب تقویت آنتن موبایل را طراحی و اجرا کند.