Rxlev что это такое
Показатель уровня принимаемого сигнала на Android
Начало исследования
Для начала, хотела бы спросить читателей. Когда Вы в последний раз при покупке нового смартфона, задумывались о качестве связи, предоставляемым вашим смартфоном? Этот критерий как-нибудь влияет на выбор телефона или версию Android при покупке нового гаджета? Правильно- нет. Я тоже на это не смотрела, пока не столкнулась с очень интересной ситуацией, о которой сейчас расскажу.
Итак. Все мы знаем, что существует достаточное количество стандартов как мобильных, так и локальных сетей. Самым распространенным стандартом локальных сетей является стандарт IEEE 802.11 (а, b, g, n и другие). У мобильных сетей- стандарт GSM-900 или GSM-1800 для Европы и Азии; GSM-850 и GSM-1900 для Африки и Америки. В этих стандартах используется показатель уровня принимаемого сигнала RSSI (received signal strength indicator). Он измеряется приемником по логарифмической шкале в децибелах (dBm). Однако в большинстве смартфонов на платформе Android используется другая система показателя уровня принимаемого сигнала — ASU. Если смотреть на градацию ASU и привычную всем RSSI, то получаем следующее соответствие:
Однако, как оказалось, разные смартфоны по-разному определяют уровень сигнала в одном и том же помещении. Постараюсь сейчас это доказать.
Эксперимент и результаты
Итак. Вооружившись телефоном я походила по квартире и с помощью программ (GSM SIgnal Monitoring, Netmonitor и др., мне вот понравилась эта программа: www.kaibits-software.com/product_netwotksignaldonate.htm) измеряла сигнал в разных точках квартиры. (Большое спасибо разработчикам программ, которые сразу перевели получаемый сигнал в всем знакомую RSSI). Показываю на следующей картинке результаты моих замеров.
Все результаты полученных данных в dBm. По полученным данным я постаралась сделать диаграмму покрытия, с обозначением точек проведения измерений.
Смартфон участвующий в исследовании: Alcatel onetouch idol 3, версия Android 5.0.
Далее. Я попросила приятеля с его более «крутым» смартфоном провести тот же эксперимент. Привожу результаты.
Все результаты полученных данных измеряются в dBm.
Смартфон участвующий в исследовании: Nexus 5, версия Android 6.0.
Проверка уровня сигнала проходила с помощью одной и той же программы.
Выводы
В типичном случае распространения мобильно сигнала в жилом районе (к примеру), на распространение сигнала влияет множество факторов. Например: земная поверхность в зоне прямой видимости антенн, городская застройка, подвижные объекты (машины, строительные краны), высота нахождения приёмника (мобильного телефона), лифтовые шахты или разводка розеток… (Какие же непостоянные, эти сигналы!)
В итоге посмотрев на диаграмму покрытия, я поняла, что да: и лифтовые шахты, и разводка розеток повлияли на мои сигналы. Правда кроме этого, нет нигде базовых станций, что тоже негативно сказалось на уровне сигнала.
В ходе данного эксперимента было доказано, что разные смартфоны с разными версиями Android по-разному воспринимает уровень передаваемого сигнала в одних и тех же условиях. И хотя количество опытов, проведенных с Nexus 5, было меньше, чем с Idol 3, полученный результат подтверждает различный уровень приема сигнала.
Rxlev что это такое
Усиление мобильной связи и интернета Как подобрать репитер
Поколение сети Частотный диапазон Название стандарта
4G 800 МГц LTE 800
3G 900 МГц UMTS 900
2100 МГц UMTS 2100
2G 900 МГц GSM 900 EGSM, GSM-E900
1800 МГц GSM 1800, DCS 1800
Определить частоту сигнала можно самостоятельно с помощью смартфона. Лучше скачать приложение одно или два для более точного определения частот
Данные, полученные в результате измерения сигнала сети, нужно сопоставить с таблицей
В приложении «Сотовые вышки. Локатор» отображается значение абсолютного номера канала ARFCN со значением в диапазоне 2750 … 3449 соответствующим частотному диапазону 2600 МГц. Помимо этого в меню сеть отображается символами LTE и L2600. Сомнений нет, наше соединение стандарта 4G на частоте 2600 МГц.
Обозначение :
3 ASU (Arbitrary Strength Unit, произвольная единица силы) — условные единицы уровня сигнала, используемые в телефонах
3 LAC ( Local Area Code) код локальной зоны. Локальная зона — это совокупность БС, которые обслуживаются одним BSC — контроллером базовых станций.
4 MCC –( Mobile Country Code) —код страны, в которой находится Базовая станция. Для России он равен 250 Украины — 255, Белоруссии — 257
5 MNC – (Mobile Network Code) — код сотовой сети. Например, МТС имеет код 01, МегаФон — 02, НСС — 03, СМАРТС — 07, Билайн — 99
6 Cell ID или CID или CI — «идентификатор соты». Это параметр, который присваивается оператором каждому сектору каждой БС, и служит для его идентификации.
7 PSC (primary scrembling code of cell) –Личный код соты
Если в приложении «Network Cell Info» вы увидели обозначение Band 3, это значит, что ваш телефон работает с оператором на частоте 1800 МГц. Если на телефоне светятся символы 4G и LTE, ваше подключение LTE-1800 (4G). Следовательно, для усиления данной сети вам необходимо оборудование стандарта 4G работающее на частоте 1800 МГц.
ASU 55 зелёная хорошая
CID 33261
При монтаже антенн НЕЛЬЗЯ сворачивать кабель в кольца
Определение местоположения по базовым станциям в сетях GSM
В настоящее время российскими и зарубежными компаниями разработано и выпускается большое количество приборов, использующих GPS-навигацию для определения местоположения объекта. Это могут быть автомобильные охранные системы, приборы наблюдения за транспортным средством для логистических целей (контроль расхода топлива, соблюдения скоростного режима и заданного маршрута и пр.), персональные трекеры различного применения, автономные закладки и другие устройства.
Существенным минусом всех указанных приборов является невозможность определения координат при отсутствии сигналов от спутников системы GPS. Причины пропадания спутниковых сигналов могут быть различными — от плохого приема в условиях плотной городской застройки до умышленного повреждения антенны GPS (а она должна находиться на открытом месте для обеспечения удовлетворительной видимости навигационных космических аппаратов). Также заметим, что на рынке уже имеются специальные приборы для глушения сигналов GPS, довольно эффективно выполняющие свою функцию в радиусе до десятков метров от источника.
Кроме того, несмотря на стремительное удешевление встраиваемых GPS-модулей, используемых в приборах GPS/GSM, они остаются одними из самых дорогих компонентов в изделии, и многие производители предпочли бы не включать их в состав изделий в бюджетной комплектации.
Альтернативой GPS-навигации вполне может служить определение местоположения по базовым станциям GSM-сети. Каждая базовая станция имеет фиксированные координаты (об этом чуть позже) и передает свои основные параметры (LAC — Local Area Code и BSIC — Base Station Identification Code), которые могут быть считаны с помощью специальных AT-команд. Кроме того, возможно получение параметра TA (Timing Advance), значение которого прямо пропорционально расстоянию до базовой станции, с которой в конкретный момент работает GSM-модуль. Чтобы получить расстояние до базовой станции в метрах, необходимо всего лишь умножить TA на 547. Нетрудно заметить, что максимальная погрешность при таком измерении составит 547/2 = 273,5 м. Дополнительным параметром, позволяющим в некоторых случаях улучшить точность определения местоположения, является уровень принимаемого сигнала RxLev, измеряемый в децибелах на милливатт. Естественно, чем ближе находится базовая станция, тем уровень сигнала должен быть выше, однако в реальных условиях это происходит не всегда, особенно в пересеченной местности или в городских условиях.
В качестве примера рассмотрим определение местоположения по базовым станциям с использованием GSM/GPRS-модулей компании Telit. Поскольку система AT-команд всех GSM/ GPRS-модулей Telit унифицирована, предложенная методика будет работать и для новейших разработок, таких как GL865, и для испытанных моделей серий GE864/865 и GC864, и для давно выпускаемых модулей 862-й и 863-й серий. Основная AT-команда, применяемая для определения местоположения, — это #MONI. Она позволяет получить LAC, BSIC, RxLev и некоторые другие параметры как той базовой станции, с которой идет работа модуля в текущий момент, так и шести соседних. Кроме того, по текущей БС возможно получить параметр TA. Этой информации вполне достаточно для определения местоположения в условиях крупных городов, где плотность базовых станций довольно высока практически у любого оператора связи, а радиус действия БС принудительно уменьшен. На рис. 1 приведен пример использования команды #MONI, а на рис. 2 — пример навигации с использованием LAC и BSIC 4 секторных БС и TA одной БС. В этих условиях точность определения местоположения будет составлять около 50 м, что вполне достаточно в большинстве случаев. Справедливости ради следует отметить, что команда мониторинга сети, аналогичная #MONI, есть и у других крупных производителей GSM-модулей, соответственно в условиях мегаполиса для определения местоположения по БС возможно использовать и другие модули, например SIMCOM. Некоторые же мелкие производители GSM-модулей используют упрощенную версию команды мониторинга сети, с помощью которой возможно определить только LAC, BSIC и уровень сигнала (в относительных единицах, довольно грубо) и только для текущей базовой станции. При этом точность определения местоположения значительно ухудшается — погрешность может составлять 200–500 м, что уже недопустимо в большинстве приложений. На рис. 3 приведен пример неудачной навигации с использованием LAC и BSIC только одной секторной БС.
Теперь рассмотрим случай, если измерения местоположения по БС производятся в сельской местности или в небольших городах. Как правило, здесь в любой точке имеется сигнал от одной, максимум — двух базовых станций одного оператора. Причем зачастую диаграмма направленности базовых станций не секторная, как для местностей с высокой плотностью размещения БС, а круговая, что увеличивает возможную погрешность до 10–15 км, а это уже совершенно неприемлемые значения.
На рис. 4 представлен пример двух БС с круговой диаграммой направленности. Вместе с тем очень часто базовые станции различных операторов находятся в разных местах, поэтому если задействовать в определении местоположения БС операторов-конкурентов, можно значительно улучшить точность измерения. Однако использовать стандартные команды мониторинга сети возможно только с SIM-картой того оператора, сеть которого сканируется. Поэтому вариантом, лежащим на поверхности, является использование двух SIM-карт и переключение между ними при необходимости. При этом на время регистрации модуля в новой сети уходит время, и модуль становится недоступным для приема команд, вызовов или сообщений. Кроме того, две SIMкарты все равно не позволят отсканировать состояние всех сетей в заданном месте, поскольку обычно во всех российских регионах работают 3–4 оператора, а использовать четыре SIM-карты только для определения местоположения непозволительно дорого.
В этой ситуации использование модулей Telit может решить проблему, поскольку в продуктах именно этого производителя есть уникальная AT-команда сканирования всех (или заданных заранее) частотных каналов GSM, вне зависимости от принадлежности к оператору, — #CSURV. Результатом выполнения команды является подробный листинг состояния всех частотных каналов с указанием принадлежности к оператору, LAC, BSIC, RxLev и ряда других параметров. Таким образом, становится возможным определить местоположение с точностью 100–200 м в районах с редким расположением базовых станций. На рис. 5 показан пример работы команды #CSURV (часть выдачи), а на рис. 6 — пример навигации с использованием LAC и BSIC трех базовых станций разных операторов и TA одной БС. Некоторым недостатком команды #CSURV является довольно длительное время ее выполнения — до двух минут, при этом управлять модулем по последовательному порту становится затруднительным. Однако здесь на помощь может прийти другая уникальная функция модулей Telit — в них имеется два последовательных порта, которые могут работать независимо. Соответственно, одновременно один порт может использоваться для выполнения коммуникационных функций модуля, а второй — для мониторинга сети GSM. Более того, если и двух портов недостаточно, возможно использование виртуальных последовательных портов в режиме мультиплексирования (технология CMUX). Это позволяет использовать, например, четыре порта для передачи данных по GPRS (причем возможно создание до 8 сокетов одновременно), один — для SMS-сообщений, один — для управления модуля AT-командами и один — для мониторинга сети. Возможны и любые другие конфигурации, в зависимости от потребностей разработчика.
Рассмотрим еще один очень интересный вопрос — как все-таки получить информацию о местоположении базовых станций. С формальной точки зрения, это коммерческая тайна оператора связи. Однако, поскольку базовые станции не являются секретными объектами, мониторинг сетей GSM не может быть запрещен операторами, и этим занятием увлекается множество людей. Наиболее интересный проект, поддерживающийся на некоммерческой основе, — netmonitor.ru, проект поиска базовых станций сетей сотовой связи, в основном в Северо-Западном регионе России. Аналогичные проекты имеются и за рубежом. Другим способом получения координат БС является прямая договоренность с операторами связи, которые могут пойти навстречу крупным клиентам на условиях неразглашения информации. Еще один вариант — использование возможности существующих картографических систем, уже обладающих информацией о местоположении базовых станций. Одной из крупнейших, к тому же с бесплатным доступом, является Yandex Maps. При обращении к этому серверу возможно передать LAC и BSIC интересующей БС и в ответ получить карту местности, в которой она расположена, с указанием радиуса ее действия.
Таким образом, задача определения местоположения без использования спутниковых систем может достаточно эффективно решаться с использованием встраиваемых GSM-модулей многих известных производителей, причем использование продукции Telit для этой цели позволяет значительно улучшить точность навигации.
RXLEV
Смотреть что такое «RXLEV» в других словарях:
RXLEV — Reception Level: jedes Telefon mißt im Betrieb die Stärke des von der BTS empfangenen Signals und meldet diesen Messwert im Dedicated Mode an das Netz. Die Messungen des Empfangspegels X erfolgt in dBm. Um diesen Pegel nun zum Netz weiterzumelden … Acronyms
RXLEV — Reception Level: jedes Telefon mißt im Betrieb die Stärke des von der BTS empfangenen Signals und meldet diesen Messwert im Dedicated Mode an das Netz. Die Messungen des Empfangspegels X erfolgt in dBm. Um diesen Pegel nun zum Netz weiterzumelden … Acronyms von A bis Z
Нетмониторинг — Для улучшения этой статьи желательно?: Исправить статью согласно стилистическим правилам Википедии. Проставив сноски, внести более точные указания на источники. Добавить иллюстрации. Викифицироват … Википедия
A.S.T.R.I.D. — Terrestrial Trunked Radio TETRA Communication radio Le système TETRA (Trans European Trunked RAdio) est un système radio mobile professionnel bi directionnel (comme les Talkie walkies), spécialement conçu pour les services officiels tel que… … Wikipédia en Français
Airwave — Terrestrial Trunked Radio TETRA Communication radio Le système TETRA (Trans European Trunked RAdio) est un système radio mobile professionnel bi directionnel (comme les Talkie walkies), spécialement conçu pour les services officiels tel que… … Wikipédia en Français
C2000 — Terrestrial Trunked Radio TETRA Communication radio Le système TETRA (Trans European Trunked RAdio) est un système radio mobile professionnel bi directionnel (comme les Talkie walkies), spécialement conçu pour les services officiels tel que… … Wikipédia en Français
RAKEL — Terrestrial Trunked Radio TETRA Communication radio Le système TETRA (Trans European Trunked RAdio) est un système radio mobile professionnel bi directionnel (comme les Talkie walkies), spécialement conçu pour les services officiels tel que… … Wikipédia en Français
TETRA — Terrestrial Trunked Radio TETRA Communication radio Le système TETRA (Trans European Trunked RAdio) est un système radio mobile professionnel bi directionnel (comme les Talkie walkies), spécialement conçu pour les services officiels tel que… … Wikipédia en Français
Terrestrial Trunked Radio — Logo de TETRA TETRA (TErrestrial Trunked RAdio) est un système de radio numérique mobile professionnel bi directionnel (comme les Talkie walkies), spécialement conçu pour les services officiels tel que services de secours, forces de polices,… … Wikipédia en Français
VIRVE — Terrestrial Trunked Radio TETRA Communication radio Le système TETRA (Trans European Trunked RAdio) est un système radio mobile professionnel bi directionnel (comme les Talkie walkies), spécialement conçu pour les services officiels tel que… … Wikipédia en Français
Viranomaisverkko — Terrestrial Trunked Radio TETRA Communication radio Le système TETRA (Trans European Trunked RAdio) est un système radio mobile professionnel bi directionnel (comme les Talkie walkies), spécialement conçu pour les services officiels tel que… … Wikipédia en Français
Как определить местоположение по сетям сотовой связи (Cell ID)
Карта Участники OpenStreetMap
Существует множество способов определения местоположения, такие как спутниковая навигация (GPS), местоположение по беспроводным сетям WiFi и по сетям сотовой связи.
В данном посте мы попытались проверить, насколько хорошо работает технология определения местоположения по вышкам сотовой связи в городе Минске (при условии использования только открытых баз данных координат передатчиков GSM).
Принцип действия заключается в том, что сотовый телефон (или модуль сотовой связи) знает, каким приемопередатчиком базовой станции он обслуживается и имея базу данных координат передатчиков базовой станции можно приблизительно определить своё местоположение.
Как указано на странице Cell ID, открытых баз данных с координатами передатчиков сотовой связи не так уж и много. Например, это OpenCellID.org, содержащая 2 611 805 передатчиков (13042 из них в Беларуси) и openbmap.org, содержащая 695 294 передатчиков.
Ниже приведен скриншот с обозначенными передатчиками в западной части Минска. Как видно число базовых станций не равно нулю, что вселяет оптимизм и возможный положительный исход эксперимента.
Карта Участники OpenStreetMap
Теперь немного о том, что такое передатчик в понимании OpenCellID и каким образом наполняется база данных OpenCellID. Эта БД наполняется различными способами, наиболее простой — это установка на смартфон приложения, которое записывает координаты телефона и обслуживающую базовую станцию, а затем отсылает на сервер все измерения. На сервере OpenCellID происходит вычисление приблизительного местоположения базовой станции на основании большого числа измерений (см. рисунок ниже). Таким образом, координаты беспроводной сети вычисляются автоматически и являются очень приблизительными.
Карта Участники OpenStreetMap
Теперь перейдем к вопросу о том, как использовать эту базу данных. Есть два варианта: использовать сервис перевода Cell ID в координаты, который предоставляется сайтом OpenCellID.org, либо выполнять локальный поиск. В нашем случае локальный способ предпочтительней, т.к. мы собираемся проехать по 13-километровому маршруту, и работа через веб будет медленной и неэффективной. Соответственно нам необходимо скачать базу данных на ноутбук. Это можно сделать, скачав файл cell_towers.csv.gz c сайта downloads.opencellid.org.
База данных представляет собой таблицу в CSV-формате, описанном ниже:
Все сотовые модули поддерживают следующие команды: AT+CREG, AT+COPS (обслуживающая базовая станция), AT+CSQ (уровень сигнала от базовой станции). Некоторые модули позволяют узнать кроме обслуживающего передатчика также и соседние, т.е. выполнять мониторинг базовых станций с помощью команд AT^SMONC для Siemens и AT+CCINFO для Simcom. У меня в распоряжении был модуль SIMCom SIM5215Е.
Соответственно мы воспользовались командой AT+CCINFO, ее формат приведен ниже.
Мониторинг работает – можно ехать.
Маршрут пролег в западной части Минска по ул. Матусевича, пр. Пушкина, ул. Пономаренко, ул. Шаранговича, ул. Максима Горецкого, ул. Лобанка, ул. Кунцевщина, ул. Матусевича.
Карта Участники OpenStreetMap
Запись лога велась с интервалом в 1 секунду. Выполняя преобразование CellID в координаты, выяснилось что 6498 обращений к базе данных OpenCellID были результативными, а 3351 обращений не нашли соответствий в БД. Т.е. hit rate для Минска составляет примерно 66 %.
На рисунке ниже показаны все передатчики, которые встречались в логе и были в БД.
Карта Участники OpenStreetMap
На рисунке ниже показаны все обслуживающие передатчики, которые встречались в логе и были в базе данных. Т.е. подобный результат можно получить на любом сотовом модуле или телефоне.
Карта Участники OpenStreetMap
Как видим, в один из моментов нас обслуживал передатчик, находящийся за транспортной развязкой на пересечении ул. Притыцкого и МКАД. Скорее всего, это загородная базовая станция, обслуживающая абонентов на расстоянии в несколько километров, что ведет к значительным ошибкам в определении местоположения по Cell ID.
Поскольку наш SIMCom SIM5215Е в каждый момент времени показывает не только обслуживающий передатчик, но также соседние и уровни сигнала от них, то попробуем рассчитать координаты аппарата на основании всех данных, имеющихся в конкретный момент времени.
Расчет координат абонента будем выполнять как взвешенное среднее координат передатчиков:
Latitude = Sum (w[n] * Latitude[n] ) / Sum(w[n])
Longitude = Sum (w[n] * Longitude[n]) / Sum(w[n])
Как известно из теории распространения радиоволн, затухание радиосигнала в вакууме пропорционально квадрату расстояния от передатчика до приемника. Т.е. при удалении в 10 раз (например, с 1 км до 10 км) сигнал станет в 100 раз слабее, т.е. уменьшится на 20 дБ по мощности. Соответственно вес при каждом слагаемом определяется как:
w[n] = 10^(RSSI_in_dBm[n] / 20)
Здесь мы допустили, что мощность всех передатчиков одинаковая, это допущение ошибочно. Но ввиду отсутствия информации о мощности передатчика базовой станции приходится идти на заведомо грубые допущения.
В результате получаем более подробную картину местоположений.
Карта Участники OpenStreetMap
По итогу маршрут оказался неплохо прочерчен за исключением выброса в сторону развязки на МКАД, по ранее описанной причине. Кроме того, со временем база данных координат будет наполнятся, что также должно повысить точность и доступность технологии определения местоположения по Cell ID.
Спасибо за внимание. Вопросы и комментарии приветствуются.