Mobilfunkbasisstation auf See

As of today (10.1.2019) no further development - students stopped work.

• Christian Meyer christianheinrich.meyer@hs-augsburg.de
• Tobias Schwarz tobias.schwarz@hs-augsburg.de
• Franz Aletsee franz.aletsee@hs-augsburg.de
• Sören Kohnert soeren.kohnert@hs-augsburg.de

Auf dem Schiff wird eine Mobilfunkbasisstation eingerichtet. Sobald ein Schiffbrüchiger in Reichweite der Station sein Handy eingeschaltet hat, wird das Handy sich in das Netz der Basisstation einwählen. Danach kann der Schiffbrüchige auf dem Schiff anrufen oder man kann das Handy vom Schiff aus anrufen. Auch der Versand von SMS ist möglich. Darüber hinaus ist es möglich die Länderkennung der SIM-Karte festzustellen und so personalisierte SMS automatisch zu versenden oder Anrufe vom Tonband in der jeweiligen Landessprache durchzuführen. Eine freie und kostengünstige Basisstationsimplementierung wird mithilfe von SDR Hardware und OpenBTS versucht zu erreichen. Eine Entfernungbestimmung ist mit Hilfe des GSM Parameters Timing Advance möglich. Der Parameter gibt die Rundlaufzeit zwischen Basisstation und Handy an. Systembedingt kann eine Genauigkeit von 550m erreicht werden. Die Mobilfunkzelle hat einen Radius von bis zu 20km, beschränkt durch die Erdkrümmung. Durch ein Anpassen der Sendeleistung kann dieser Radius auch verkleinert werden, damit in keinem Fall die Funkzelle in ein Staatsgebiet reicht und so kommerzielle Funkzellen stört.

Eventuell ist auch eine Internetverbindung zu einem lokalen Server auf dem Schiff möglich. Weitere Ortungsideen: Übermittlung der GPS Daten per SMS (z.B. aus Kompass App auf iPhone) oder HTML5 Geolocation oder Richtantenne.

Um dieses Ziel zu erreichen sind noch folgende Hardwarekomponenten nötig:

• Rundstrahler für GSM Band
• Power Amp (für Sendepfad)
• Duplexed Tower Mount LNA (für Empfangspfad)
• Coaxialkabel mit geringer Dämpfung

Für jede Unterstützung sind wir sehr dankbar!

Beim langsamen Schwenken einer Richtantenne soll durch die Signalstärke der Winkel des in Seenot geratenen Bootes zur Basisstation bestimmt werden. Es wäre möglich mehrere Richtantennen auf einem Schiff zu installieren um den Bereich um das Boot schneller abzuscannen. Die Richtantennen könnten dazu z.B. auf einem Gimbal installiert werden um möglichen Wellengang auszugleichen.

The HTML5 geolocation API allows to receive the GPS location of the mobile phone via the GPS receiver which is inside the mobile phone. This method requires the following

• The mobile phone and basestation must have a data connection for http access from the phone
• The “internet” connection must allow to access a web server on vessel, so no real internet connection is required.
• The mobile phone receives an SMS with a link
• The user clicks on the link

You can try the geolocation by sending an SMS to any phone with this link:

https://www.hs-augsburg.de/~beckmanf/geolocation.html

The link in the example is accessible from the internet but in the real scenario the link can be the ip address of the server on the vessel. The user also does not need to communicate the coordinates back. The coordinates would be transferred to the server by accessing the link.

OpenBTS

LimeSDR

Sysmocom Basestation