Выбор антенны 4G

Добрый вечер! Необходима консультация специалиста по выбору усиливающей антенны. Исходные данные:
1. Мой одноэтажный дом в деревне с координатами 57.938738, 28.603200 (Google карты).
2. Координаты базовой станции МТС - 57.929474, 28.582742 (если переключиться на спутник, можно увидеть ее очертания и тень).
3. Расстояние от дома до вышеуказанной БС - 1,59 км, но прямой видимости БС из дома нет - прямой путь проходит через густой хвойный подлесок, высота деревьев которого раза в полтора меньше, чем высота БС (деревья на вскидку высотой 25-30 м).
3. Дома на подоконнике (окно смотрит в сторону БС) стоит Wi-Fi роутер Huawei B525s-23a (2 антенных входа для подключения внешних антенн), прошитый альтернативной прошивкой, позволяющей расшифровать принимаемый сигнал. Роутер раздает по Wi-Fi интернет на стационарный компьютер. Параметры сигнала - на картинке вот здесь. Параметры сигнала периодически скачут в веб-морде управления роутером - по палкомеру на модеме в сильный снег/метель - одна палка, в ясную солнечную погоду - 3 палки.
4. Скорость загрузки по Speedtest - от 20 до 37 Мбит/с на закачку и от 1 до 6 Мбит/с на загрузку. Вторая цифра диапазона достигается обычно ранним утром, либо поздним вечером/ночью. Днем скорость находится где-то примерно посередине вышеуказанного интервала. Пинг - от 30 до 60 мс. Интернет - только 4G от МТС (все другие операторы в деревне - только 3G); 4G+ - далекое смутное будущее (во всей Псковской области интернета на таких скоростях пока нет нигде).
Собственно, задача - максимально увеличить скорость доступа в сеть и вытащить из БС все, на что она способна. Правильно ли я понимаю, что при ширине полосы пропускания 15 МГц теоретический максимум скорости LTE без объединения диапазонов - чуть больше 100 Мбит/с? Какую антенну Вы, как специалист с большим опытом посоветуете? Я склоняюсь к широкодиапазонной MIMO-антенне с максимальным коэффициентом усиления в диапазоне 1800 МГц (какую было бы оптимальнее выбрать в моем случае?), но рассчитываю с умом вложить деньги с заделом на будущее (пусть оно и туманно) - т.к. 4G+ - это объединение минимум 2-х диапазонов, не хотелось бы остаться у разбитого корыта в плане усиления, когда лет через 5 придется эти самые 2 диапазона объединять (сам роутер - 6-ой категории LTE, т.е. позволяет объединять диапазоны, перечень поддерживаемых диапазонов - вот тут).
P.S. Антенну планирую вешать на высоте 5-6 метров над землей под конек крыши с прикручиванием ее на кронштейн к деревянному фронтону. С конька крыши вышка также не видна.
P.P.S. Порекомендуйте пожалуйста кабель (по оптимальному соотношению цена/качество) и еще вопрос - как правильно называются разъемы, идущие к моему модему (внешние небольшие антенны, идущие вместе с модемом, имеют резьбовую гайку с внутренней резьбой и центральным штырьком) и есть ли они у вас в наличии?

Для нынешней ситуации вам подойдет практически любая антенна MIMO на диапазон 1800 МГц, например, такая. Для будущего - когда МТС разродится 4G+ - не очень понятно, т.к. какие диапазоны для агрегации будет МТС использовать у вас в области, неизвестно. Последнее время МТС, похоже, приостановил программу развития 4G+ в регионах. Даже в Москве трудно найти район, где у МТС 4G+, почти везде только 4G, скорости примерно такие, как вы указали. Только что проверил 44/6.7 Мбит/c - смартфон кат.12 с агрегацией частот, диапазон МТС 4G здесь В38.
Оптимальное соотношение цена/качество имеет кабель 5D-FB, поэтому вам нужны две кабельные сборки на основе этого кабеля нужной вам длины.
Разъемы для подключения внешней антенны у вас типа SMA, при заказе кабельных сборок нужно это указать, уточнив папа или мама.
Как-то так.

Дмитрий, премного благодарен за развернутый ответ, теперь нужно как-нибудь подъехать к БС (благо, она расположена рядом с дорогой) и попробовать с мтэсовской симкой протестировать скорость доступа в сеть, чтобы понимать предел, который можно попробовать достичь от моего дома с антенной. Нашел описание своей вышки (pdf-версия - вот здесь) (спасибо вашей статье по поиску координат БС и комментарию доброго человека внизу этой статьи), эта информация может мне как-то помочь в плане настройки будущей антенны или нет?
Позабавила одна из фраз в описании заключения - "№12XXX арендует канал LTE (шаринг) у ПАО "МТС". Т.е, сама железная мачта - билайновская, но на ней висят мегафоновские и мтэсовские передатчики, при этом у МТС - есть 4G на частоте 1800 МГц, а на билайне - точно нет (я проверял со смартфона с билайновской симкой, никаким 4G в деревне и не пахнет, да и на картах покрытия сети билайн в деревне - только 3G). Это обычная практика среди операторов - вешать оборудование на одну вышку? И где интересно 4G от билайна, или передатчики направлены в другую от деревни сторону?

Да, это обычная практика - на одной вышке висят антенны нескольких операторов. За аренду места на вышке платить нужно меньше, по сравнению с содержанием собственной вышки.
4G Билайн в регионах слабее представлен, чем МТС и Мегафон/Йота. Даже Теле2 имеет больше вышек с 4G, правда у них  частота обычно 800 МГц, отсюда и скорость невысокая. Самый скоростной 4G и 4G+ у Мегафона.
Описание может помочь тем, что вы знаете точное направление на вышку, высоту установки антенн и частоту сигнала.

Дмитрий, добрый день. Вопрос такой - существует ли теоретическая возможность получить объединение частот такой конфигурации - B3+B3, т.к. кроме вышеуказанной вышки недалеко от меня (в соседней деревне) на расстоянии примерно 2,5 км находится точно такая же вышка с БС от МТС с той же самой частотой 4G - 1800 МГц, иногда в хорошую погоду роутер переключается на нее (сужу по ID соседней соты в веб-морде управления роутером, которая изменяет свое значение (т.е. роутер зацепился за ID30 - ID103 определяется, как ID соседней соты, а потом, через какое-то время происходит подключение к ID103 - в этом случае уже ID30 - номер соседней соты) и уровню сигнала, параметры которого также меняются). Роутер аппаратно поддерживает такую агрегацию, это совершенно точно, но возможно, уровень сигнала не достаточен, чтобы получить агрегацию. Или подключение с агрегацией B3+B3 должно происходить только от одной БС, к двум одновременно роутер не сможет подключиться? И еще вопрос - судя по описанию моей базовой станции (pdf-документ постом выше), на БС от МТС используются три широкополосных антенны Kathrein 742271 описание - вот здесь; судя по описанию, вроде бы они поддерживают технологию MIMO. Это так или нет? X-поляризация - это -45 - +45 градусов?
Я к чему, если приобрести рекомендуемую вами панельную антенну с поддержкой MIMO, нужно ли для настройки ее поворачивать вокруг своей оси (возможно, на 45 градусов), если исходить из описания антенн БС?

Получится ли у вас самостоятельно агрегировать два сигнала В3 от двух разных БС - честно говоря, не знаю. Если сам провайдер не накладывает каких-то ограничений на такую агрегацию (многие параметры кодируются в самом сигнале, вполне возможно, что внутри сигнала есть какие-то особенности, которые будут препятствовать этому), то может и получится. По крайней мере, в теории препятствий нет. Только фазовый сдвиг из-за разности расстояний до БС.
Х-поляризация - это +45 и -45 град., т.е. Х - крестик.
При настройке антенны поворотом вокруг своей оси вы настраиваете поляризацию антенны, опытным путем добиваясь лучшего сигнала.

Дмитрий, день добрый. Выкладываю полный отчет с измерениями параметров сигнала и скорости доступа в интернет до и после установки и настройки антенны. Приобрел рекомендуемую Вами MIMO-антенну для диапазона 1800 МГц (B3)и две кабельные сборки(кабель - 5D-FB), а также вот такой кронштейн для удобства закрепления и монтажа антенны. Антенна была закреплена на вышеуказанном кронштейне на деревянном фронтоне дома (высота от земли примерно - 7-7,5 метров), развернута в сторону БС, чуть наклонена вверх в горизонтальной плоскости и повернута вокруг своей оси на 45 градусов (в процессе последующей настройки антенны выяснилось, что только при развороте на указанный угол уровень сигнала и отношение сигнал/шум максимальны). Прямой видимости до БС нет, БС расположена на расстоянии 1,59 км, на пути распространения сигнала расположен хвойный подлесок длиной 300-400 м с высотой деревьев 25-30 м (в низине), антенны БС ориентированы крестом (Х-поляризация) и расположены на высоте 66 метров над землей.
1. Измерение №1 - роутер B525-23a с двумя "родными" антеннами, без подключения свежеприобретенной новой узкополосной антенны на 1800 МГц.
Параметры сигнала (фото №1)

Скорость доступа в сеть (фото №2)

Далее на высоте установки антенны были проверены параметры сигнала со смартфона, поддерживающего 4G LTE (достаточно древний аппарат samsung galaxy note 3, сомневаюсь что у него есть встроенная антенна MIMO), дабы хотя бы приблизительно оценить коэффициент усиления внешней антенны. Хотя такое измерение сложно назвать абсолютно надежным и точным (во-первых, параметры сигнала постоянно "скачут" в зависимости от того, как держать смартфон и во-вторых, встроенный в роутер модем по ощущениям явно чувствительнее модема смартфонного), однако приблизительную оценку коэффициента усиления вполне можно сделать.
Параметры сигнала (фото №3)

2. Измерение №2 - роутер B525-23a с подключением одного разъема внешней антенны на 1800 МГц (т.е. технология MIMO не задействована).
Параметры сигнала (фото №4)

Скорость доступа в сеть (фото №5)

P.S. Не знаю, как вставить картинки в текст, поэтому они расположены в порядке повествования.

В один пост можно вставить не более 5 картинок. Остальные - в следующем посте.

Продолжим, ибо в пост больше 5 картинок не прикрепить.
3. Измерение №3 - роутер B525-23a с подключением двух разъемов от внешней антенны на 1800 МГц (технология MIMO задействована).
Параметры сигнала (фото №1)

Скорость доступа в сеть (фото №2)

Далее, т.к. у меня осталось примерно 1-1,5 м неиспользованной длины кабеля, было принято решение приподнять антенну на деревянном шесте над коньком крыши. Результирующая высота установки антенны после данной процедуры составила 8-8,5 м над уровнем земли, но прямой видимости БС опять же нет.
Смартфоном были замерены параметры сигнала на вышеуказанной высоте (фото №3)

4. Окончательные параметры сигнала при подключении к роутеру 2-х разъемов кабельной сборки от внешней антенны (фото №4)

Скорость доступа в сеть (фото №5)

Итого, что же я получил за 5868 руб. без учета доставки в мой регион?
1. Более, чем двухкратный рост скорости загрузки из сети.
2. Более, чем двухсоткратный рост скорости отдачи в сеть.
3. Увеличение в 1,7 раза скорости загрузки при использованиии технологии MIMO.
4. Параметры сигнала резко улучшились, хотя, если рассматривать каждый параметр по отдельности, не все их них попали в первую строчку таблицы.
5. Скорость доступа в сеть в облачную погоду с дождем не слишком сильно отличается от таковой в хорошую погоду (забыл напомнить, что все измерения, описанные в предыдущих 2-х постах проводились в хорошую, безоблачную, солнечную погоду), однако параметры сигнала в дождь становятся ощутимо хуже (тут уж ничего не поделаешь - чистая физика распространения радиоволн).
Параметры сигнала в дождь (фото №1).

Результаты замеров скорости в дождь (фото №2).

6. Отношение сигнал/шум (параметр SINR) стал менее ощутимо "скакать", минимальное значение, "держащееся" продолжительное время, которое я видел, наблюдая за качеством сигнала - 9 (при максимальной высоте установки антенны), кратковременно (секунду, две) SINR может опускаться до 5-7 в хорошую погоду и до -2 - в дождь за окном. На скорости доступа в сеть такие "скачки" ощутимо не сказываются.
Вообще, если проводить измерения скорости в выходной день (примерно, в середине дня), когда БС наиболее загружена (если для моей деревни можно подобрать такой термин, т.к. в деревне 90% населения - пенсионеры, которым глубоко фиолетово до этих ваших интернетов), то скорость загрузки никогда не падает ниже 40 Мбит/с, скорость отдачи при этом не ниже 20 Мбит/с.
Я проводил измерения со смартфона в непосредственной близости от БС (метров 300-400 до вышки) в условиях прямой видимости в хорошую, безоблачную, солнечную погоду, при следующих параметрах сигнала RSRP -78 дБм, RSRQ - -7 дБм, SINR - 28...30 дБ скорости по спидтесту получались следующие (к сожалению, не сделал скриншоты экрана):
Download - 60-75 Мбит/с
Upload - 28-30 Мбит/с
Вывод из этого следующий - т.к. лес является естественным препятствием на пути распространения радиоволн, я при помощи внешней узкодиапазонной антенны не достиг максимальной скорости загрузки (минус 5-15 МБит/с до результата, полученного из моего дома), но достиг максимальной скорости отдачи, которую можно "вытащить" из БС.
P.S. Коэффициент усиления свежеприобретенной внешней антенны соответствует заявленному (15-18 dBi, в моем случае, если сравнить RSRP сигнала с роутера и смартфона (на максимальной высоте установки внешней антенны), что не совсем корректно, то получается даже 20 dBi). Наверное, какие-то другие мероприятия для улучшения параметров сигнала в моем случае проводить бессмысленно, ибо настраивать полутораметровую тарелку с MIMO-облучателем (коэффициент усиления - 27,5 dBi) и очень узкой диаграммой направленности, балансируя на коньке крыши - сомнительное удовольствие, а еще более сомнительное удовольствие - вычищать снег из тарелки такого диаметра, а также ремонтировать крышу, если при сильном ветре и такой парусности тарелку просто сорвет.