Introduction


En 4G, la lecture de l'API radio Android nous donne le Tracking Area Code dit TAC et le Long Cell ID dit LCID ou CI. En divisant le LCID par 256 on obtient le evolved Node B abrégé eNB ou eNode B, eNB ID, etc... et son associé, le Cell ID abrégé CID.

Le TAC désigne un secteur géographique qui regroupe un certain nombre d'antennes. L'eNode B, lui, désigne la station de base. On peut donc dire que 1 eNB = 1 antenne (à quelques exceptions près) et cette particularité facilite leur indexation !


Le CID correspond à un secteur et à une fréquence particulière. Leur numérotation est comprise entre 0 et 255 et est spécifique à chaque opérateur. Une antenne tri-secteurs et qui émet sur 2 fréquences (4G+) possède donc 6 CID différents rattachés au même eNB. D'un point de vue "chasse", ce sont ces CID que vous allez capturer à l'aide d'une application de monitoring comme eNB Analytics, RNC Mobile ou NetMonster. Une fois enregistrés par l'application on appelle ça des LOG.


Les sites radio peuvent émettre en direction de 1, 2 ou 3 secteurs. La configuration tri-secteurs est la plus fréquemment rencontrée et la plus facile à identifier. Les antennes mono-secteurs sont souvent omnidirectionnelles (inclut les pico-cells et femto-cells). L'inconvénient de ces dernières, c'est qu'à partir d'un CID capté on ne peut pas déduire la direction de la source, mais en contrepartie leur portée est limitée, ce qui diminue la zone de recherche.

À noter que les antennes qui émettent avec une puissance inférieure à 5 Watt ne nécessitent pas de déclaration auprès de l'ANFR et seront donc absentes de leur base de données que nous utilisons.

La 5G "NSA" déployée à partir de fin 2020 repose entièrement sur la 4G. Donc d'un point de vue indexation, c'est en 4G qu'il faut raisonner.

antenne tri-secteurs

Méthodologie


Pour chaque identifiant d'antenne (eNB), des coordonnées géographiques vont être calculées, ce qui donnera le point moyen. Pour ce faire, on utilise soit des données issues de la base Mozilla Location Service (algorithme EA/EA+) ou les CID géolocalisés que vous avez capturés avec l'application (algorithme L!). Ensuite on recherche les 2 antennes qui sont les plus proches. Pourquoi 2 ? parce que la 1ère est généralement la bonne hypothèse et le fait de comparer les distances avec la 2ème permet de donner une appréciation sur la qualité du résultat.


Pour limiter les erreurs, l'algorithme génère des indicateurs :

■ La distance, en mètres, entre le point moyen et l'antenne la plus proche est désignée par δ (delta) ou Dist1 dans l'open data. Une valeur anormalement élevée diminue la pertinence du résultat.

■ Le ratio entre la distance jusqu'a la 2e antenne et la distance jusqu'a la 1ère (δ) antenne est désigné par ou ratio. Une valeur proche de 1 signifie que les 2 antennes les plus proches sont à la même distance du point moyen et donc qu'il est impossible de valider le résultat. A partir de 3 ou plus, le résultat est plutôt fiable.

■ La dispersion est désignée par ρ (rhô). Doit être supérieur à 0,8. Une valeur à 0,6 ou moins correspond à une antenne qui porte loin et donc qu'il est impossible d'avoir un résultat fiable.


Important : les critères et ρ doivent êtres corrects tous le 2 pour valider un résultat.


explication sur l'identification d'une antenne avec l'algorithme EA

Malgré les indicateurs et autres mécanismes présents dans l'algorithme, subsistent un certain nombre d'erreurs qui passent à travers les mailles du filet ; à moins de faire un traitement manuel au cas par cas, ce qui n'est pas l'objectif de ce projet.


Stratégies de chasse


a. Passive

En laissant tourner l'application eNB Analytics (et de préférence aussi Tower Collector en parralèle) lors de vos trajets, déplacements, etc... afin de capturer un maximum de logs. En ce qui concerne les trajets du quotidien, c'est inutile de laisser systématiquement l'enregistrement en cours après 3 ou 4 passage au même endroit. Une astuce conciste à varier les itinéraires afin de créer un éffet de maillage très bénéfique.


b. Ciblée

En s'approchant de l'antenne pour capturer des données. Les sites marqués comme "non identifiés" sont une cible de choix. Les autres ayant plus de chances de pouvoir êtres identifiées par algorithme.

S'il s'agit d'un site récemment mis en service, l'intérêt est maximal car à coup sûr il n'y a pas ou peu de données de disponible dans MLS.

L'idéal c'est de faire le tour du site dans rayon inférieur à 500 mètres du pylône en vérifiant sur le monitoring que le niveau de réception est fort (RSRP inférieur à -80 dBm) car il est tout à fait possible de capter une antenne voisine.


La base MLS


a. Généralités

La base open source Mozilla Location Service est le résultat de la collecte d'identifiants radio 2G/3G/4G afin de pouvoir créer un système de géolocalisaton à destination d'appareils mobile sans utiliser le GPS (plus économe en batterie et fonctionne en indoor). Y contribuer permettra à de nombreux projets et utilisateurs d’en profiter. Les zones urbaines denses et les gros axes routiers sont en général bien couverts, une idée serait de prioriser vos contributions lors de déplacements dans des endroits moins fréquentés ou alors dans le cas d’une antenne récemment mise en route.

Pour schématiser, c’est plus la notion de passage que de densité qui indique de que nombreuses données soient dans la base pour un endroit donné. Exemple : une antenne activée dans un quartier résidentiel d’une grande ville peut pendre de nombreuses semaines avant d'apparaître dans MLS, alors que dans le centre-ville, cela aurait pris une journée.

A savoir : une cellule qui n’est pas mise à jour au bout de 12 mois est supprimée de la base ; c’est donc important de contribuer assez régulièrement.


b. Contribuer

L'application dédiée Mozilla Stumbler étant abandonnée, je recommande fortement Tower Collector disponible sur le Play Store ou F-Droid qui fonctionne bien et bénéficie d'un excellent suivi de la part de son développeur. Cette appli permet également d'alimenter la base OpenCellId, mais contrairement à MLS, il faut demander une clé d'API (gratuite) via leur site.
Edit: depuis la version 2.8.2 il est possible de contribuer sans clef: activer l'option "Contribution anonyme" dans les paramètres d'envoi.


Il est théoriquement possible de contribuer avec Firefox pour Android (paramètres -> vie privée -> service de localisation) mais je ne recommande pas cette solution. En effet, afin de ne pas charger le système, l'enregistrement fonctionne seulement si une autre application sollicite le GPS et l'upload des données ne se fait qu'en wifi.
Fonctionnalité supprimée dans Firefox Daylight (80+).


Tower Collector

Son utilisation est simple. Il faut juste penser à envoyer les données une fois la session d'enregistrement terminée, car l'upload ne se fait pas automatiquement.


l'application Tower Collector en bref

Il est possible de démarrer et arrêter Tower Collector automatiquement en même temps que l'application eNB Analytics : dans les paramètres de cette dernière il suffit d'activer le "couplage Tower Collector".


c. Avenir

En analysant le nombre de cellules 4G présentes dans la base Mozilla Location Service (MLS) sur des bases de différentes dates, le constat est sans appel : depuis l’automne 2020 le nombre de données diminue chez tous les opérateurs (alors que le nombre d’antennes, lui, augmente). Firefox 80 (Daylight) sorti fin août 2020 a supprimé la possibilité d’alimenter la base, ce qui coïncide avec le début de la baisse.
Rappel : il est toujours possible (et recommandé !) d’alimenter la base avec l’application Tower Collector./

Mises à jour des cellules Mozilla Location Service et OpenCellID

La base MLS fonctionne selon cette règle : toute cellule qui n’est pas mise à jour durant 1 an disparaît de la base. En regardant la date de dernière mise à jour de cellules choisies au hasard, on constate que bon nombre d’entre elles n’ont plus été mises à jour depuis l’été 2020… En clair, d’ici l’été 2021, la base sera sérieusement dépouillée et donc devenue inexploitable. On peut d’ores et déjà la considérer comme perdue.


Variations du nombre de cellules dans la base Mozilla Location Service

Variations du nombre de cellules 4G et eNB détectés dans la base MLS


Dans l’immédiat rien ne change. Les cartes/bases disponibles sur le site intègrent déjà un mécanisme qui récupère certaines cellules manquantes dans des bases MLS plus anciennes.
En ce qui concerne le futur, l’application perdurera. Pour la prochaine v5, l’accent sera mis sur l’exploitation en temps réel des cellules géolocalisées capturées par les utilisateurs (algorithme L!).