Die App Network Signal Info analysiert Signale
Network Signal Info liefert Informationen zur Signalübertragung. Damit lassen sich zum Beispiel Eigenschaften elektromagnetischer Wellen analysieren.
Mobile Kommunikation gehört heute ganz selbstverständlich zum Alltag. Man nutzt Handy und Smartphone, ohne sich über die damit verbundene komplexe Technik Gedanken zu machen. Ebenso bleibt die Strahlungsbelastung durch die mobilen Geräte beim alltäglichen Benutzen häufig unbeachtet, obwohl diese immer wieder Gegenstand wissenschaftlicher und öffentlicher Diskussion ist. Die App Network Signal Info liefert Informationen zur Signalübertragung und zu den verwendeten Standards. Dies erlaubt Beobachtungen und Untersuchungen von Eigenschaften elektromagnetischer Wellen. Der Empfang von Navigationssatelliten und die Kartendarstellungen eröffnen weitere interessante Möglichkeiten.
Die App nutzt schwerpunktmäßig Daten, die im Zusammenhang mit der „traditionellen“ Funktion eines Smartphones - nämlich der Kommunikation über Funk - zur Verfügung stehen. Die heute üblichen Standards sind GSM, UMTS und LTE. Hinzu kommen noch die nicht auf das Netz eines Providers angewiesenen Funkverbindungen über WLAN oder NFC (Near Field Communication). Dies Kommunikation erfolgt per elektromagnetischer Funkverbindung in jeweils typischen unterschiedlichen Frequenzbereichen, und sie ist digital codiert. Entsprechend vielfältig können die der App zur Verfügung stehenden Informationen sein. Diese Daten werden ergänzt und verknüpft mit Positionsangaben, die aus dem Empfang von Navigationssatelliten gewonnen werden (GPS-Sensor).
Es besteht die Möglichkeit, die Kartendarstellung aufzurufen oder Daten zu speichern und zu laden. Der Kartenmodus zeigt beispielsweise die Position von Basisstationen und liefert ein „stroboskopisches“ Bild des zurückgelegten Weges, aus dem auf die Geschwindigkeit geschlossen werden kann, mit der sich das Smartphone bewegt hat (Abbildung).
Abb. Bei der Kartendarstellung der Fahrstrecke kann man aus dem stroboskopischen Bild auf die Geschwindigkeit schließen.
Außerdem kann man auswählen, was dargestellt werden soll und Systeminformationen abrufen. Die Anzeige der Signalstärke kann auf mehrere Arten erfolgen. Beim Balkendiagramm wird sie auf 14 Balken differenziert. Zusätzlich erfolgt die Angabe des aktuellen und des über die Zeit gemittelten Signalstärkewerts in Prozent und in dBm. Für den Prozentwert wird einfach der dBm-Wert herangezogen, der logarithmische Charakter bleibt unbeachtet. Beim zeitlichen Verlauf der Signalstärke (dBm) ist die verstrichene Zeit angegeben, so dass man auf die Skalierung schließen kann (20 Sekunden).
Experimente zur Signalstärke
Von den vielen angezeigten Informationen betrachten wir die Stärke des Empfangssignals. Sie ist nicht nur für den Empfang von Bedeutung, sondern hat auch direkten Einfluss auf die Sendeleistung des eigenen Smartphones. Aufgrund der dynamischen Leistungsregelung wird gerade mit so viel Leistung gesendet, wie für die Verbindung zur Basisstation erforderlich ist. Bei gutem Empfang ist auch die Sendeleistung geringer. Dies führt zu einer geringeren Hochfrequenzbelastung des Nutzers und zu einer längeren Akkulaufzeit.
Die Empfangsfeldstärke ist abhängig vom Ort, an dem man sich befindet. Man erkennt dies an dem angezeigten dBm-Wert, wenn man in einem Raum hin und her geht. Das Signal ist in der Nähe eines Fensters meist größer als weiter hinten. Das muss aber nicht zwangsläufig so sein. Aufgrund von Reflexionen und Interferenz kann der Empfang in einer Ecke recht gut sein. Die Dämpfung von Fenstern lässt sich mit der App ebenfalls eindrucksvoll messen.
Die abschirmende Wirkung von Materialien kann untersucht werden, indem man das Smartphone in verschiedene Behältnisse steckt. Ist dabei die Displayanzeige verdeckt, so sieht man sich nach dem Versuch das aufgezeichnete Diagramm an. Aufschlussreich ist auch eine Fahrt mit einem Aufzug von der obersten Etage bis in den Keller. Je weiter man nach unten gelangt, umso schwächer wird das empfangene Signal. Ein kurzzeitiger Anstieg ergibt sich jeweils beim Öffnen der Tür.
Bewegt man sich zu Fuß im freien Gelände, so lässt sich gelegentlich ein sprunghafter Anstieg des dBm-Werts beobachten. Die Ursache hierfür ist in der Regel der Wechsel zu einer anderen, besser zu empfangenden Basisstation (Handover). Dass dies der Grund ist, zeigt sich auch an dem nun geänderten Local Area Code (LAC) auf dem Display.
Roman Dengler, PH Karlsruhe, Thomas Wilhelm, Uni Frankfurt,
Jochen Kuhn, TU Kaiserslautern, Stephan Lück, Uni Würzburg
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