„CELLMAPPER“: CROWDSOURCING VON MOBILFUNKSTANDORTEN

CellMapper ist eine nützliche App zur Ortung von 2G, 4G und teilweise 5G Mobilfunk-Basisstationen. Die Anwendung misst die Signalstärke, erfasst die Frequenzbänder samt Sektoren („cells“) und sammelt weitere von den Endnutzern generierte Netzwerkdaten, um Basisstationen und deren Abdeckung zu kartieren („mappen“).

Was es bringt

Die Anwendung wird auf allen Android-Geräten unterstützt. Somit kann jeder mit einem solchen Gerät mitmachen und die kartierten Datensätze erweitern – das nennt sich Crowdsourcing. Es empfehlen sich aber vor allem Geräte mit Qualcomm-Chipsatz.
Ein weiterer Vorteil ist, dass es sich um tatsächliche Empfangs-Messwerte handelt, also keine theoretischen Berechnungen, die den Netzabdeckungskarten der Mobilfunkbetreiber zugrunde liegen (ganz zu schweigen davon, dass die meisten die genauen Orte ihrer Basisstationen nicht angeben). Dass dieses messende Verfahren sinnvoll ist, haben auch schon Mitarbeiter der Mobilfunkbetreiber bestätigt.

CellMapper-Server berechnen die von den Nutzern gesendeten Daten und erstellen eine grafische Darstellung in der von Google Maps bzw. Open Street Maps gelieferten Karte, die direkt von der Android App oder CellMapper-Webseite (www.cellmapper.net) aus aufgerufen werden kann.
Das Modell kann jedoch bestimmte Variablen nicht berücksichtigen, daher sollte man, um zuverlässige Daten zu erhalten, das Messtelefon so übersichtlich und ungehindert wie möglich halten. Ein idealer Messplatz ist so störungsfrei wie möglich, wie z.B. große Präriefelder. In Städten sind Hindernisse aber unvermeidlich. Beim Messen sollte man sich in Halb- bis Dreiviertel-Kreisen in unterschiedlichen Abständen um die vermeintliche Basisstation bewegen, um die genauesten Ergebnisse zu erhalten.

Die Anwendung unterstützt die Echtzeitübertragung, so dass die gesammelten Daten während der Messung an die Server von Cellmapper gesendet werden. Ihr könnt die Daten auch nach der Messung manuell hochladen oder bereits gesammelte Daten erneut uploaden. Dann ist während des Aufzeichnens keine Internetverbindung notwendig. Es geht auch nicht um das Messen von Up- und Download-Speeds in Mbit/s, sodass ihr wirklich keine Datenflat benötigt.

Nachdem die Daten an den Server gesendet wurden, werden sie innerhalb von Minuten verarbeitet, wenn die Server zu diesem Zeitpunkt nicht stark belastet sind. Wenn die Server unter hoher Last stehen, kann die Verarbeitung der Daten bis zu Stunden oder sogar einen ganzen Tag dauern. Besonders das Erscheinen der meist grünen „Trails“ auf der Karte kann ohne eine Premium-Migliedschaft mehrere Tage bis zu einer Woche dauern.

Darauf ist vor dem CellMappen zu achten:

  • Achtet auf eine ausreichend gute Mobilfunk- und GPS-Verbindung. Haltet die Ortung permanent aktiv (mehr dazu in der Erklärung der App- Benutzeroberfläche weiter unten).
  • Richtet unter Android 9 in den Systemeinstellungen bei der „Akku- Optimierung“ (unter Apps & Benachrichtungungen > Spezieller App-Zugriff) eine Ausnahme für CellMapper ein. Wechselt oben gegebenenfalls von „Nicht optimierte Apps“ auf „Alle Apps“, scrollt bis zum Eintrag von CellMapper, tippt darauf, und wählt „Nicht optimiert“.

Darauf solltet ihr euch einstellen:

  • Anstieg des Batterieverbrauchs (durch die permanente Suche nach GPS- und Mobilfunk-Signalen).
  • Der Bildschirm wird bei laufender Anwendung nicht ausgeschaltet, das kann man aber über die App-Einstellungen anpassen (mehr dazu ebenfalls unten).
  • Die Lage der Basisstation in städtischen Gebieten lässt sich am besten durch Rundfahrten durch die Stadtblöcke bestimmen. An ländlicheren Orten sollte man sich großmaschiger bewegen, um Zeit und Ressourcen zu sparen. Das beste Ergebnis erzielt man auf ebenem Gelände.
  • Die Nutzung der Anwendung setzt lediglich eine SIM-Karte bei einem Netzbetreiber voraus, sodass Prepaid-Freikarten genügen. Man kann natürlich nur Stationen des Netzwerkes messen, mit dem man aktiv verbunden ist, sodass man beispielsweise mit congstar ohne LTE Option keine 4G- Basisstation der Telekom finden kann.
  • Normalerweise können 2G/4G/5G-Zellen alle von derselben Basisstation ausgehen und sogar von derselben Panelantenne gesendet werden.
  • Die Anwendung kann anzeigen, dass eine Basisstation Flächen bis zu hundert Kilometer abdecken kann. Diese Fehler können entstehen, wenn die von der Anwendung gesammelten Netzwerkdaten einer anderen Basisstation sehr ähnlich sind oder wenn das Telefon falsche GPS-Daten berechnet hat. Diese „Waisenzellen“ können auf der Webseite vom Benutzer entfernt werden.

Tutorial

Jetzt aber zur tatsächlichen Verwendung. Ich habe hier ein knapp 13 Minuten langes YouTube-Video, in dem ich alles zur Verwendung erkläre:

Alternativ könnt ihr aber auch den folgenden detaillierten Ausschweifungen in Textform folgen:

Erste Schritte

  1. Erstellt euch ein kostenloses Konto auf CellMapper unter:
    cellmapper.net/register
  2. Ladet die App auf Android von Google Play herunter: play.google.com/store/apps/details?id=cellmapper.net.cellmapper&hl=de
  3. Aktiviert GPS in den Android-Einstellungen und deaktivert den Google-Standortdienst: Auf Android 8 in den Standort-Einstellungen den Modus „Hohe Genauigkeit“ oder „nur Gerät“ wählen, auf Android 9 unter Standortgenauigkeit den Schalter ausstellen.
  4. Anwendung starten. Vergewissert euch, dass Empfang
    vorhanden ist. (euch also G, E, LTE/4G oder LTE+/4G+, 5G, in der Statusleiste angezeigt wird). Es ist keine Datenflat notwendig, sondern lediglich Zugang zum Netzwerk. Einige Geräte können auch ohne SIM-Karte aufzeichnen.
Die Startansicht „Zellen“ innerhalb der CellMapper App.

Nach dem ersten Öffnen öffnet ihr zuallererst einmal kurz das Hamburger Menü von der linken Seite mit den Einträgen „Zellen“, „Karte“, „Upload und Statistiken“ und Einstellungen. Bleiben wir zunächst bei „Zellen“ und den…

Statusicons

GPS: Grün = GPS-Fix OK, Gelb = Initialisierung, Rot = Kein GPS-Fix, versucht nach draußen zu gehen, um einen GPS-Fix zu erhalten. Hier müsst ihr generell immer darauf achten, dass das GPS Symbol grün leuchtet, sonst können keine Daten aufgezeichnet werden.

Hochladen: Grün = Hochladen aktiviert und ok, Rot = Hochladefehler oder
deaktiviert. Funktioniert auch als Button. In den Einstellungen könnt ihr den Sofort-Upload aus- oder einschalten. Für Prepaid SIM Karten ohne Datenvolumen empfiehlt sich die Standardeinstellung „aus“ beizubehalten, um keine Daten zu verbrauchen. Dann müsst ihr die Daten unter „Upload und Statistiken“ allerdings selbst hochladen (mehr unten).

Konto: Tippt hier und loggt euch mit euren CellMapper Kontodaten ein. Grün = Login OK, Rot = Nicht angemeldet oder Login-Fehler. Ein aktiver Login ist während des Aufzeichnens nicht notwendig, wohl aber, sobald ihr die Daten später, z.B. im WLAN, manuell hochladen wollt.

Aufzeichnen: Grün = Aufzeichnung ein, rot = Aufzeichnung aus. Funktioniert auch als Button. Unbedingt darauf achten, dass das Symbol grün ist und gegebenenfalls über Tippen des Icons oder Gedrückthalten des App-Icons in der App-Liste und Antippen von „Aufzeichnen“ die Aufzeichnung starten, sobald ihr Strecke zurücklegt. Über diese zwei Arten könnt ihr auch pausieren, wenn ihr zur Ruhe kommt.

Aufzeichnung starten“ und „stoppen“ über das CellMapper App-Icon.

Zellen

Die Startseite der App heißt im Hambuger Menü nicht umsonst „Zellen“, denn hier sind unter den App-Icons alle Informationen gelistet, die zwischen dem Endgerät und den Mobilfunkzellen, in die es sich eingewählt hat, übertragen wurden.
Hier hängt das, was auf dem Bildschirm zu sehen ist auch davon ab, welche
Hardware das Telefon verbaut hat. Der Screenshot wurde auf einem Xiaomi Mi A2 mit Android 9.0 aufgenommen. Seit Android 7 unterstützen alle Telefone auch die Bandaufnahme. Die in Deutschland relevantesten 4G/LTE-Bänder sind die ersten fünf der folgenden genutzen:

  • B1, eins von drei IMT-Bändern; wird auch L21 (2100MHz) genannt, hierüber wurde in der Vergangenheit der 3G-Standard UMTS – als HSPA (= HSDPA) und HSPA+ (= HSUPA) – gesendet
  • B3, auch DCS-Band bzw. L18 (1800MHz), dieses wurde (von o2) auch als IMT-E-Band bzw. GSM-Band (für 2G – EDGE) betrieben
  • B7, auch IMT-E-Band bzw. L26 (2600MHz)
  • B8, auch E-GSM bzw. L9 (900MHz), hier wird auch GSM – das ist der Mobilfunkstandard der zweiten Generation (2G) mit dem Datenstandard EDGE – gesendet
  • B20, auch FDD-Band bzw. L8 (800MHz)
  • B28, auch APT-Band bzw. L7 (700 MHz), noch selten, wird aber vermehrt ausgebaut
  • B32, ein IMT-E-Band; auch L15 (1500 MHz) genannt; kein Uplink, spielt praktisch noch keine Rolle
  • B38, auch L-Band (2600 MHz) genannt; ist bisher nur von Vodafone und ebenfalls nur punktuell bereitgestellt worden

Und was ist mit 5G?

Es werden in Deutschland bisher vier der Bänder für 5G genutzt: Band 1, 3, 28 sind dabei über die DSS-Funktionalität verwendete Bänder. DSS (Dynamic Spectrum Sharing) erlaubt es, “Dualen Service” – also die beiden Netzstandards 4G und 5G simultan – bereitzustellen.
Und dann gibt es noch das oft im Volksmund “schnelle” bzw. “richtige” 5G, welches über ein exklusiv dem neuen Netzstandard vorbehaltene Band 78 mit sehr viel höherer verfügbarer Bandbreite läuft.
Werden Bänder für 5G verwendet, bezeichnet man sie in dieser Funktion als Bänder n1, n3, n28 und n78 (auch “TDD-Band”, 3500 MHz genannt).

5G hat bisher den Nachteil, dass es sich nur aufzeichnen lässt, sofern an Sender und Empfänger schon der sogenannte 5G-Standalone-Betrieb möglich ist (5G-SA). Die überwältigende Mehrheit der Mobilfunk-Standorte und Endgeräte kann dies noch nicht. Sollte euch diese Funktionalität wichtig sein, hinterlasst mir gerne einen Kommentar. Dann berate ich euch gerne zu diesem Thema – und erkläre euch also gerne, was bisher möglich ist, und was noch nicht.

Erklärung weiterer in der App verwendeter Abkürzungen:

  • Cell: Zellen-ID, mit der Zellen voneinander unterschieden werden können.
  • Sector: Die Sektornummer einer Zelle.
  • MCC (Mobile Country Code): Der länderspezifische Code des Mobilfunknetzes, in Deutschland stets 262.
  • MNC (Mobile Network Code): Betreiberspezifischer Mobilfunkcode, In
    Deutschland 1: Telekom, 2: Vodafone, 3: O2.
  • LTE Cell Global Identify (CGI): Basisstationen-ID, mit der Basisstationen voneinander unterschieden werden können.
  • LTE Reference Signal Received Quality (RSRQ ): Qualität des empfangenen Signals.
  • LTE Signal to Noise Ratio (SINR – Signal-to-interference-plus-noise ratio): Die Skala der SINR-Messungen liegt zwischen -20 und +30dB, je größer, desto besser. Die Signalstärke ist jedoch „OK“, wenn sie 15dB oder mehr beträgt, die maximale Geschwindigkeit beträgt dann 50Mbps. Man benötigt ca. 25dB, wenn man Geschwindigkeiten von ca. 100Mbps erreichen will. Alle Geschwindigkeitsschätzungen werden mit der 20Mhz Bandbreite durchgeführt.
  • LTE Reference Signal Recieved Power (RSRP): Interpretiert die Qualität des eingehenden Referenzsignals und berechnet die sogenannte Dämpfung in negatiben dBm. -50dBm ist das Beste, -90dBm ist gut und -110dBm ist schwach. Wenn das Signal besser als -90dBm ist, kann alleine der SINR-Wert betrachtet werden.
  • LTE Received Signal Strength Indicator (RSSI): Interpretiert die Stärke des eingehenden Funksignals.
  • TAC (Tracking Area Code) sowie LAC (Local Area Code): Gibt die aus mehreren Basisstationen bestehende Vorwahl an.

Karte

Öffnet nun wieder das Hamburger Menü und geht zur Karte:

Die Ansicht „Karte“ in der CellMapper App.

Hier seht ihr einen blauen Punkt für euren Standort, eine schwarze „Luftlinie“ zur verbundenen Basisstation. Die Anwendung zeigt automatisch nur die Basisstationen des aktuell verwendeten Netzwerks (O2 4G LTE im Bild) an. Der Standort der Basisstationen kann auch in der Cellmapper-Webkarte unter www.cellmapper.net eingesehen werden.
Die Basisstation ist auf der Karte als roter Punkt markiert. Durch Antippen der Basisstation kann man deren Reichweite in Form der erfassten Sektoren sehen:

Grüne, runde Punkte (auf der Karte der App ist ein roter Kreis um einen grünen Punkt) sind Sender, die von Nutzern bereits fest lokalisiert wurden. Dies ist mit einem Konto mit mindestens 2000 gesammelten Datenpunkten auf der Cellmapper-Seite durch Anklicken des Senders und Drag and Drop möglich. In der CellMapper App funktioniert das folgendermaßen:

Über das gleiche Menü lassen sich Sender auch auf die berechnete Position, also wieder auf den roten Punkt zurücksetzen, sowie ganz löschen (wenn der Sender lange nicht mehr empfangen wurde und demzufolge offline ist oder eine Falschaufzeichnung, sogenannte Fake Data, ist).

Die grünen Quadrate sind die sogenannten Trails, also Spuren von Nutzern, die dort schon einmal entlang gegangen sind und für euren Provider kartiert haben. Hellgrün zeigt beste Signalqualität (Dämpfung, RSRP) an, dunkelgrün gute Qualität, braun Durchschnittsqualität und rot die schwächste Signalqualität. Eine Legende mit Umrechnung in die Einheit dBm befindet sich auf der CellMapper-Seite.

Durch Drücken von Select Provider (Search Icon) im Kopfbereich könnt ihr den Betreiber und das Netzwerk wechseln, um Basisstationen anderer Netzwerke zu überprüfen.

Upload

Öffnet nun wieder das Menü auf der linken Seite und tippt auf „Upload und
Statistiken“.

Man sollte seine neu aufgezeichneten Datenpunkte immer hochladen, damit nicht jemand anderes eine Basisstation doppelt aufzeichnet und sie stattdessen von der Karte aus betrachten kann. Die CellMapper-Karte wird in Bezug auf die Mobilfunkzellen fast sofort aktualisiert, die Trails können etwas später auftauchen.

Drückt also auf das Symbol „Hochladen“ oben rechts und die Daten werden an den Server gesendet. Es empfiehlt sich, entweder den Sofort-Upload oder den WLAN-Auto-Upload in den Einstellungen zu aktivieren, damit man nicht jedes Mal den Button drücken muss. Die Einstellungen erreicht ihr auch über das Hamburger-Menü. Sie sind teilweise in meinem Video und allesamt auf Englisch im CellMapper Wiki auf der Website erklärt.

Motivierende Community

Ich denke, das sollte alles rund um die App gewesen sein. Die Webseite bietet noch ein paar mehr Funktionen, die im hinteren Teil meines Videos erklärt sind. Auf diese in Textform einzugehen würde hier den Rahmen sprengen und ist auch erstmal nicht notwendig. Es sei lediglich noch die Möglichkeit der Premium-Mitgliedschaft erwähnt, die euch eine schnellere Datenverarbeitung sichert (auf der Website unter Profil).

Um euch eine Motivation zu geben, kann der aktuelle Punktestand dienlich sein. Wie viele Punkte habt ihr bereits? Könnt ihr 100.000 Stück in einem Monat sammeln? Wie viele Sender könnt ihr positionieren? Hier meine Statistiken, die denke ich motivieren können, dafür dass ich erst seit Januar 2019 wirklich dabei bin:

Wenn du mit der Community in Kontakt treten willst, empfehle ich dir Telegram und dem @Cellmapper_deutsch Chat beizutreten! Auf Twitter ist ein @CellMapper Service vertreten, und auf reddit existiert auch ein offizieller subreddit r/cellmapper.

Viel Spaß beim CellMappen!

Über TechNils

Technik- & matheversiert. CellMapper🤳 Mobilfunk. 🏗️ Berlin & Grün 🚲. „Wenn, dann richtig!“ bei manchmal kryptischer Ausdrucksweise.

4 Kommentare

  1. Wow, welch geballte Information,
    besten Dank für diesen Beitrag.

    Als „frischgebackener Cellmapper“ alles Wichtige gefunden und erfahren.

    Es gäbe doch noch ein paar Fragen, aber vielleicht erledigen die sich im Laufe der Zeit von selbst.

    Beste Grüße und bleiben Sie gesund.

    • Hallo Wilhelm, schön dass du den Beitrag im Nirwana des Internets nach all der Zeit doch noch gefunden hast 🙂
      Wenn ich helfen kann, freut mich das sehr.
      Du kannst mir gerne jederzeit auf Telegram Fragen stellen: @kkatkomorkowego. Oder du joinst gleich bei t.me/CellMapper_Deutsch, da wird dir auch geholfen… wenn auch nicht immer beim ersten Mal, dafür aber irgendwann umso kompetenter. Wir haben ja alle mal so angefangen und machen es ja aus Begeisterung 🙂
      Viel Erfolg beim mappen (nicht frustriert sein, sollte es mal haken – kommt leider manchmal vor).
      Alles Gute und Gesundheit!

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