Mobilní telefony Nokia 1600, Nokia 6150, 6130 a 6230i, Motorola T260 s aktivovaným servisním netmonitorovacím menu a SIM karty T-Mobile.

Transkript

1 Cíl měřicí úlohy: 1. Seznamte se s parametry radiového rozhraní GSM měřitelnými předloženými mobilními telefony 2. Pomocí monitorovacího režimu změřte parametry sítě T-Mobile v okolí školy v Praze- Dejvicích v klidovém stavu (Idle režim). 3. Pomocí monitorovacího režimu změřte parametry sítě T-Mobile CZ stavu za hovoru (Dedicated režim). Přístrojové vybavení: Mobilní telefony Nokia 1600, Nokia 6150, 6130 a 6230i, Motorola T260 s aktivovaným servisním netmonitorovacím menu a SIM karty T-Mobile. K bodu 1. Na předložených mobilních telefonech můžete sledovat parametry popisující parametry a podmínky rádiového přenosu mezi mobilním telefonem a základnovou stanicí. Tyto parametry se dají rozdělit na parametry týkající se klidového stavu telefonu (idle režim), kdy telefon pouze poslouchá základnové stanice (BTS) a přelaďuje se většinou na tu nejsilnější (viz parametr C2 v bodě 2), a na stav hovorový (dedicated režim), kdy telefon komunikuje se sítí. Pokud nedochází mezi telefonem a sítí k žádné transakci hovoru, přenosu dat nebo SMS zpráv, telefon se po zapnutí přihlásí do sítě a pokud se pohybuje v signálu BTSek, které patří do stejné oblasti (LA Location Area), není nucen vysílat až do doby, kdy je sítí vyzván k LU Location Update. V tomto stavu můžeme sledovat, která základnová stanice je v daném místě nejsilnější, umíme ji identifikovat pomocí čísla CellID, víme, do které náleží oblasti LA, a jakou sílu signálu v danou chvíli na telefonu způsobuje. Také se můžeme dozvědět, za jak dlouho telefon provede LU, jaký má stanice kmitočet a je-li proti ostatním stanicím nějak preferována a další. Při příchozím hovoru je telefon hledán všemi základnovými stanicemi konkrétní LA, do které je telefon přihlášen. V dedicated režimu můžeme navíc sledovat vysílací výkon mobilního telefonu, chybovost na cestě od základnové stanice, použitý timeslot, vzdálenost základnové stanice a další parametry. Výsledkem vašeho měření by měla být základní představa o topologii sítí GSM v okolí školy, o síle signálu v různých místech budovy v závislosti na vlastnostech šíření od jednotlivých BTS a ve vztahu k vysílacímu výkonu a chybovosti přenosu k mobilního telefonu (promyslete). Signálové úrovně jsou většinou uváděny v jednotkách dbm odpovídajícím decibelům nad (resp. pod ;)) výkonovou úrovní 1 mw. P dbm = 10 log (P/1 mw), kde P je výkon na vstupu přijímače vyjádřený ve W. Mobilní telefon pracuje v rozmezí hodnot přibližně 30 dbm až 110 dbm signál v druhém případě je tedy 100 milionkrát slabší než v první hodnota 30. Následující obrázek představuje popis jednotlivých monitorovacích obrazovek mobilního telefonu Nokia 1600 a je platný též pro telefon Nokia 6230 a 6230i, u starších telefonů Nokia 6150 a 6130, které budou k dispozici pro měření dalších operátorů, je číslování obrazovek odlišné. Popsány budou pouze paramety zahrnuté v tabulkách, popis dalších hodnot bude k dispozici na pracovišti. 1

2 PM RAR Ro BC RelR QLF CRO TO PenT H MAIO HSN CH RxL TxPwr TS TA RQ RLT C1 C2 BD GP ud CHT 3CH C1 rx C2 4CH C1 rx C2 5CH C1 rx C2 3N 4N 5N SCH C1 rx C2 1CH C1 rx C2 2CH C1 rx C2 1N 2N CH C1 rx C2 7CH C1 rx C2 8CH C1 rx C2 6N 7N 8N Serving Cell System Info Bits LReg 1_For 1_Pre 2_For 2_Pre 3_For 3_Pre 4_For TMSI (hex) T3212ctr/tim PaRP DSF AGC AFC Ch MCC MNC LocAreaCode ServChannel CellId DTXMode DefaultDTXSta DTXValFromBS CipherValue HoppingValue DTXValue IMSIAttach Use menu to toggle cell barr status DIS/ACC/REV Use menu to write first band to be searched Use menu to toggle BTS test ON/OFF V tabulce jsou vysvětlivky z monitorovacího menu mezi vysvětlivkami a hodnotami se v telefonu přepneme pomocí dlouhého stisku hvězdičky. Označení kanálů odpovídá následujícím pásmům GSM 900 MHz: kanál EGSM: na Nokii značeno E0 E50 GSM 1800 = DCS: kanál Idle parametry: CellID číslo buňky unikátní v síti obrazovka 09. LAC kód oblasti obrazovka 09 LocAreaCode CH frekvenční kanál (zahrnuje dva kmitočty pro uplink a downlink) obrazovka 01 a 03 až 05 i pro sousední buňky. BC - (BSIC) barevný kód unikátní v určité oblasti k danému kanálu využijete jej v bodě 3. Je nejkratším způsobem jak od sebe rozpoznat dvě buňky je přenášen pouze 6 bity. V dedicated režimu jej najdete na obrazovce místo parametru C1 RxL resp. rx přijímaná výkonová úroveň v dbm obrazovky 01 a

3 C1 a C2 vztažné úrovně signálu C1 uvádí o kolik je úroveň signálu větší než minimální hodnota signálu nastavená v síti povolující ještě přihlášení telefonu do sítě RxLevAM (tato hodnota není na Nokiích vidět, ale platí pro ni vztah RxLevAM = RxL C1. Pro C2 platí zase vztah: C2 = C1 + CRO, kde CRO je Cell Reselect Offset umožňující preferovat některé buňky proti ostatním, neboť parametr C2 vybírá v idle režimu, která buňka bude na pozici aktivní buňky tedy té, do které by se začínal hovor, případně jiná datové transakce. CRO obrazovka 02. Dedicated parametry: TA Timing Advance časová prodleva (0-63), která je úměrná vzdálenosti telefonu od příslušné BTS. Vzdálenost lze vypočítat takto: dolní mez [m] = 550 x TimeAdv RQ bitová chybovost přenosu obrazovka 01 RQ BER <0,2 0,2-0,4 0,41-0,8 0,81-1,6 1,61-3,2 3,21-6,4 6,41-12,8 >12,8 TxPwr Aktuální vysílací výkon. Při dobrých podmínkách lze během hovoru pozorovat snižování vysílacího výkonu mobilního telefonu, na 1800 MHz jsou hodnoty PwrLev o jedničku nižší hodnota TxPwr rovna 0 odpovídá výkonu 1 W tj. +30 dbm TxPwr dbm W 2 1,3 0,8 0,5 0,32 0,2 0,13 0,08 0,05 0,03 0,02 TS číslo timeslotu 0 až 7 Hopping - Mobilní i základnová stanice se po každém rámci přelaďuje na jiný kmitočet. Výhodou takového řešení je získání frekvenční diverzity snížení rušení a snížení vlivu přenosového prostředí (únik v rádiovém kanálu). Jsou tak získány některé výhody rozprostřeného spektra. HSN Hopping Sequence Number udává typ pseudonáhodné posloupnosti při hoppingu. MAIO Mobile Allocation Index offset označuje kolikátým kanálem z hoppingové řady hoppingová sekvence začíná. Hoppingovou sekvenci je možné postupně odečíst za hovoru na obrazovce 01 v údaji CH. T3212 Udává dobu mezi jednotlivými hlášeními aktuální polohy (Location Update) v síti, a to v počtu (0-255) šestiminutový intervalů. Hodnota také udává, jak dlouho se má udržet v databázi aktivní informace o poslední poloze konkrétního telefonu. V ČR: O2 120, tj. 12 hodin, T-Mobile 40, tj 4 hodiny a Vodafone 30, což odpovídá 3 hodinám. BS-PA-MFRM Udává počet multirámců (multiframe) mezi dvěma vysíláními stejné zprávy mobilnímu telefonu. Umožňuje telefonu synchronizovat se se sítí tak, že až po 90 % času má snížené napájení obvodů a příjem zapíná jen v okamžicích, kdy očekává další zprávu (nekontinuální příjem = Discontinuos Receive = DRX). V ČR: O2 6, T-Mobile 6, Vodafone 5. (údaje r.2000) DTX Udává, zda-li je funkční nekontinuální vysílání (Discontinuous Transmission), které šetří baterii a redukuje provoz v síti, neboť v případě, že není přítomen hlasový signál k vysílání, je vysílací části telefonu sníženo napájení. 3

4 CellID T-Mobile - umístění 84 Praha 6 - Dejvice, náměstí Interbrigády 1 x Jugoslávských Partyzánů 85 Praha 6 - Dejvice, náměstí Interbrigády 1 x Jugoslávských Partyzánů Praha 6 - Dejvice, Vítězné náměstí 1 x Dejvická ("Kulaťák") Praha 6 - Dejvice, Evropská 15 (hotel DIPLOMAT) 1368 Praha 6 - Bubeneč, Uralská ulice 2920 Praha 6 - Dejvice, Československé armády 820/35 x Vítězné náměstí (všesměrová mikrocela) Více se o umístění základnových stanic dovíte na Více informací k tématu hledejte na internetových stránkách předmětu v bonusech K bodu 2. U vyučujícího si zapůjčíte tři monitorovací telefony se SIM kartami T-Mobile a další monitorovací telefony, do kterých můžete založit SIMkarty dalších operátorů. V tomto bodě provedete proscannování pásma GSM a zjištěné hodnoty zapíšete do následující tabulky. Scannování provedete následujícím způsobem na stránkách měřicího menu 03 až 05 si opíšete kanály aktivní a sousedních buněk a následně tyto kanály postupně budete zadávat do měřicího menu v módu testu uzamknutí do jednoho kanálu: /menu/netmonitor/ - display 0112 BTS Test test input. Po zadání čísla kanálu ještě provedete vypnutí a zapnutí telefonu, PIN kód vám sdělí vyučující. Opíšete potřebné údaje a postupujete stejně dále. Pro zrušení testu zadáte do pole test input hodnotu U starších Nokií se číslo kanálu zadává na 33 pozici SIM karty, testovací obrazovka BTS Test se pouze odklepne a provede se vypnutí a zapnutí telefonu. 33 pozice se nalezne například v telefonu Motorola k zapůjčení na pracovišti a jejím označením například Test. Zrušení testu se v tomto případě provede opětovným odsouhlasením obrazovky BTS Test. Podle aktuálního statutu na této obrazovce svítí ON nebo OFF v případě nečinnosti testu. Záznam parametrů všech GSM sítí IDLE režim: T-Mobile CZ CellID LAC CH BSIC RxLev C1 C2 4

5 V případě času a zájmu si můžete změřit i buňky ostatních operátorů vyučující vám zapůjčí další telefon, propůjčené telefony prosím neotvírejte O2 - CZ CellID LAC CH BSIC RxLev C1 C Vodafone CZ CellID LAC CH BSIC RxLev C1 C2 Zjistěte prahové úrovně jednotlivých sítí povolující přihlášení do sítě, spočtěte, o jaký výkon se jedná: RxLevAM = RxL C1 Operator/pásmo T-Mobile 900 MHz T-Mobile 1800 MHz O2 900 MHz O MHz Vodafone 900 MHz Vodafone 1800 MHz RxLevAM Zjistěte hodnoty délky času pro periodický Location Update jednotlivých sítí obrazovka 08 parametr T3212 /tim uvádí čas v hodinách*10, číslo ctr počítá, kolik z této doby již uplynulo. Operátor T-Mobile O2 Vodafone Location update timer 5

6 K bodu 3. Pomocí telefonů Nokia 1600 označených čísly 1 až 3 proveďte měření v hovorovém režimu sítě T- Mobile alespoň na třech různých místech v hlavní budově ČVUT FEL (např. Suterén, patro, bloky A D. Pro měření je potřeba provést hovor mezi dvěma telefony. Předložené telefony mají následující telefonní čísla jsou v uzavřené skupině Sledujte také například zpoždění hovorového signálu způsobené digitálním zpracováním. Na každém místě proveďte hovor a zapište hodnoty parametrů dedicated módu tj. parametry příslušející mobilnímu telefonu a aktivní buňce. Dále zapište údaje o sousedních buňkách (obrazovky 03 až 05) z měření v bodě 2 můžete pak určit jejich totožnost. Parametry jsou popsány v bodě 1. Hopping poznáte podle proměnných čísel kanálu na obrazovce 1, zapište jeho sekvenci. Lokalita 1: sousedi Lokalita 2: 6

7 sousedi Lokalita 3: sousedi Lokalita 4: sousedi 7

8 Lokalita 5: 8