venerdì 27 dicembre 2013

Distanza da antenna di telefonia mobile

UPDATE:
c'e' un errore di fondo nel calcolo della distanza impiegato in questo post
Le api di Android riportano la potenza del segnale in modo differente se si tratta di GSM o UMTS. Nel primo caso il valore viene espresso in dB mentre nel secondo in Dbm
Nei prossimi post cerchero'  di correggere l'errore
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Utilizzando la funzione signalStrength.getGsmSignalStrength() di Android e' possibile stimare la potenza del segnale della rete GSM e convertirla nel suo valore espresso in dB

Utilizzando la formula di FSPL (Free Space Path Loss) e' possibile inoltre risalire alla distanza tra l'antenna della telefonia mobile ed il proprio dispositivo mobile

Riprendendo da Wikipedia, la FSPL espressa per valori in GHz e' la seguente

dove
d = distanza tra l'antenna ed il dispositivo mobile
f = frequenza (2.1 GHz per la rete GSM italiana)
FSPL = il valore riportato dalla funzione Android

invertendo per ottenere la distanza e semplificando i calcoli (dato che la frequenza e' sempre la stesssa) si ha che
distanza = 10E((FSPL-98.89)/20)

Questa formula e' stata implementata in un semplice programma che mostra i dati di telefonia correlati ai dati derivanti dal GPS per una verifica (grossolana) dell'efficacia del sistema. Possono inseriti anche fattori di attenuazione e guadagni delle antenne ma nel caso in esame sono dati non disponibili


(la massima copertura di una antenna di telefonia e' di circa 24 Km)
Per la posizione delle antenne di telefonia mobile sono stati presi i dati da http://www.opencellid.org o da developer.opensignal.com
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Caso 1:
il telefono e' ubicato in posizione
Long : 11°17'27,32'' (ovvero 11.290922)
Lat : 43°45'33,05" (ovvero 43.759181)

La cella agganciata ha identificativo
MCC : 222
MNC :88
LAC : 36057
CID : 27988244
Long : 11.291428
Lat : 43.757431



La distanza stimata mediante il metodo FSPL e' di 0.16 Km mentre la distanza reale e' di Km 0.2


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Caso 2:
il telefono e' ubicato in posizione
Long : 11°18'38,73'' (ovvero 11.310758)
Lat : 43°50'1,61" (ovvero 43.833781)

La cella agganciata ha identificativo
MCC : 222
MNC :88
LAC : 36057
CID : 27997133
per una posizione dell'antenna di
Long : 11.304655
Lat : 43.8257665



La distanza stimata mediante il metodo FSPL e' di 0.2 Km mentre la distanza reale e' di Km 1.017


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Caso 3:
il telefono e' ubicato in posizione
Long : 11°13'47,94'' (ovvero 11.229983)
Lat : 43°47'2,92" (ovvero 43.784144)

La cella agganciata ha identificativo
MCC : 222
MNC :88
LAC : 36057
CID : 27988287
per una posizione dell'antenna di
Long : 11.2312
Lat : 43.7845993



La distanza stimata mediante il metodo FSPL e' di 0.04 Km mentre la distanza reale e' di Km 0.11


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Caso 4:
il telefono e' ubicato in posizione
Long : 11°18'38.73'' (ovvero 11.229983)
Lat : 43°50'1.5" (ovvero 43.784144)

La cella agganciata ha identificativo
MCC : 222
MNC :88
LAC : 36057
CID : 27997133
per una posizione dell'antenna di
Long : 11.304655
Lat : 43.825766






La distanza stimata mediante il metodo FSPL e' di 0.2 Km mentre la distanza reale e' di 4.7 Km 

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Caso 5:
il telefono e' ubicato in posizione
Long : 11°18'38.73'' (ovvero 11.310758)
Lat : 43°50'1.5" (ovvero 43.83375)

La cella agganciata ha identificativo
MCC : 222
MNC :88
LAC : 36057
CID : 27988276
per una posizione dell'antenna di
Long : 11.245845
Lat : 43.79564150






La distanza stimata mediante il metodo FSPL e' di 0.05 Km mentre la distanza reale e' di Km 6.7
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Caso 6:
il telefono e' ubicato in posizione
Long : 11°16'48.99'' (ovvero 11.28)
Lat : 43°48'22.2" (ovvero 43.806167)

La cella agganciata ha identificativo
MCC : 222
MNC :88
LAC : 36057
CID : 27988315
per una posizione dell'antenna di
Long : 11.272541
Lat : 43.793081






La distanza stimata mediante il metodo FSPL e' di 1.27 Km mentre la distanza reale e' di Km 1.54
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Caso 7:
il telefono e' ubicato in posizione
Long : 11°17'32.39'' (ovvero 11.292222)
Lat : 43°48'58.15" (ovvero 43.816153)

La cella agganciata ha identificativo
MCC : 222
MNC :88
LAC : 36057
CID : 28021137
per una posizione dell'antenna di
Long : 11.2440335
Lat : 43.787733


La distanza stimata mediante il metodo FSPL e' di 0.02 Km mentre la distanza reale e' 4.9 di Km
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Caso 8:
il telefono e' ubicato in posizione
Long : 11°17'41.9'' (ovvero 11.294972)
Lat : 43°49'9.97" (ovvero 43.819436)

La cella agganciata ha identificativo
MCC : 222
MNC :88
LAC : 36057
CID : 28021135
per una posizione dell'antenna di
Long : 11.295127
Lat : 43.818963



La distanza stimata mediante il metodo FSPL e' di 0.16 Km mentre la distanza reale e' di 0.054 Km

In conclusione si osserva in alcuni casi un ottimo accordo tra la distanza calcolata e la distanza reale mentre in altri il valore e' sensibilmente differente. Probabilmente presumere la frequenza fissa e' un assunto non valido