Определение частоты с помощью Андроид-приложений
I. Введение
Несущая частота (или диапазон частот) сигнала 3G/4G является одним из важнейших параметров при выборе антенны. В конце концов, можно и не знать расположение базовых станций в окрестностях - просто покрутив антенну, можно определить это направление по уровню сигнала. Если не знать частоту, то сигнал можно не поймать совсем.
Поскольку определение частоты для стандартов 3G, 4G и 4G-Advanced (4G+) отличаются, то рассмотрим способы определения частот по отдельности.
II. Определение частоты 3G сигнала
Как известно, в России приняты два частотных диапазона для 3G, это - 2100 МГц и 900 МГц. Частота 900 МГц принята в тех регионах, где по военным соображениям недопустимо применять 2100 МГц. Например, Юго-Восток Московской обл.
В каждом смартфоне есть скрытая программа под названием Netmonitor. Для каждой модели телефона эта программа активируется своим индивидуальным кодом. Для Android-смартфонов от Самсунг необходимо в режиме набора номера ввести код *#0011#. Для других телефонов под Андроид коды такие: *#*#4636#*#* или *#*#197328640#*#* в зависимости от версии. Наиболее полный список "секретных" кодов для активизации этой скрытой программы для разных моделей телефонов, в том числе iPhone, можно найти здесь.
Итак, в режиме 3G набираю на номеронабирателе своего Самсунга код *#0011# и получаю:
Здесь RX = 10713 - номер канала, по которому определяется частота несущей.
Если значение канала в диапазоне 2937-3088, то это 3G/UMTS900.
Если значение канала в диапазоне 10562-10838, то это 3G/UMTS2100.
RI =-64 дБ - это уровень сигнала от базовой станции сотового оператора (RSSI).
Специальных Андроид-приложений для определения частоты 3G сигнала в Play Market не найдено.
III. Определение частоты 4G сигнала
В режиме 4G LTE сотовые операторы могут работать в трех диапазонах - 800 МГц, 1800 МГц и 2600 МГц. Для определения частоты в этом режиме также можно использовать встроенный Netmonitor смартфона. Как это сделать подробно описано в статье.
Имеется всего несколько приложений¹, которые заявлены разработчиками для определения частоты, помимо остальных функций. Однако, все не так просто. Некоторые приложения (G-NetTrack, Net Monitor и др. ) требуют операционной системы не ниже Андроид 7.Х. Другие (LTE Discovery) требуют от смартфона режима Root².
Тем не менее, нашлось приложение, которое выдает частоту сигнала 4G. Знакомьтесь, это CellMapper. Для работы приложения нужно зарегистрироваться на сайте, регистрация бесплатна.
Чтобы программа выдала на экран значение несущей частоты, в настройках надо поставить галочку в пункте «Рассчитать частоты GSM/UMTS/LTE». В моем смартфоне (Самсунг GT-i9505, Андроид 5.01) частоты для GSM и UMTS не выдаются, для стандарта LTE получаем то, что показано на скриншоте:
Программа дает много информации о подключенной вышке и соседях, в том числе частоту сигнала в виде Band 7. Это частота 2600 МГц. Идентифицировать другие возможные частотные диапазоны можно здесь.
Я не буду описывать каждую вкладку программы, есть подробная инструкция (на английском языке) и FAQ, отмечу только, что это приложение дает частоту только для сигналов стандарта 4G. Для определения частоты в стандарте 3G, как я говорил выше, андроид-приложений не найдено.
IV. Ситуация с 4G+
Согласно Википедии, LTE-Advanced предусматривает расширение полосы частот, агрегацию (использование нескольких полос, в т.ч. не соседних) спектра, имеет расширенные возможности многоантенной передачи данных MIMO, поддерживает функции ретрансляции сигнала LTE, а также развертывание гетерогенных сетей (HetNet). За этими умными словами скрывается простой факт, который заключается в том, что операторы расширяют каналы передачи данных, как в рамках одного диапазона, так и используя для этого разные диапазоны частот. Например, в ряде регионов, стандарт 4G+ достигается работой в двух частотных диапазонах одновременно. Например, 2600 МГц и 800 МГц. После того, как летом 2016 г. Госдума приняла законопроект, разрешающий сотовым операторам совместно использовать радиочастоты, началось бурное развитие объединенных сетей операторов. Билайн и Теле2, Билайн и Мегафон, Мегафон и МТС объединяют свои частотные каналы. Цель - получить расширенный канал передачи данных и использовать его совместно. Такое объединение дает для конечного пользователя увеличение скорости передачи данных в разы.
Однако для пользователей мобильного интернета появились и проблемы, особенно с частотой. Если теперь операторы раздают интернет на двух, а то и трех несущих частот одновременно, то какую частоту выбрать? Как определить, на какой частоте должна работать антенна? Для того, чтобы пользоваться всеми преимуществами 4G+, нужно работать на всех частотах, который использует оператор. Если оператор выбрал частоты 1800+2600, то для этого диапазона есть антенны типа Агаты. Если 2600+800, то для этого диапазона у Антэкс тоже есть кое-что в магазине, правда усиление может оказаться маловато³. Если выбрать только одну частоту, то значит заведомо ограничить скорость передачи данных.
Андроид-приложения в случае 4G+ выдают только одну несущую частоту. В связи с этим, самым надежным способом определения частот остаются способы с интерфейсом HiLink и программой MDMA, которые описаны в статье.
V. Заключение
Несколько замечаний в конце статьи.
Хотелось бы, чтобы все задачи по выбору антенны можно было выполнить на карманном устройстве типа смартфона. Однако, самым надежным и дешевым способом определения несущей частоты (или частот) интернет-сигнала остается компьютер (ноутбук) с модемом, имеющий интерфейс HiLink или программа MDMA.
Бурное развитие стандарта 4G+ ставит непростые задачи и перед разработчиками антенн. Как объединить в одной антенне с хорошим усилением (порядка 17-20 dBi) разные частоты, например 800+2600 МГц? Да еще, чтобы и MIMO было. Если такая задача не будет решена, то придется придумывать сложные конструкции из антенн разных диапазонов, объединять их сигналы диплексорами, в общем, задачка не из простых и дешевых. Или оставаться на 4G и довольствоваться скоростями, которые в теории можно увеличить в разы.
Жду отзывов и комментариев, ваш dmitryvv.
1] Рассматриваются только бесплатные приложения.
2] Для желающих поэкспериментировать со своим смартфоном, рискуя превратить его в кирпич, отсылаю сюда и сюда (обновление до Андроид 7.ХХ), или на форум 4pda.ru
3] Надо сказать, что даже лучшие зарубежные образцы этого класса (например, австралийской фирмы Telstra, стоимостью порядка 300 долл.), не превосходят по усилению 8...11 dBi.