Deployerbar WiMAX 2,3 GHz i skog : propagasjonsmålinger

Abstract

Som en følge av innføring av nettverksbasert forsvar, oppstår et behov for utveksling av langt større informasjonsmengder innad i og mellom Forsvarets plattformer og avdelinger enn noen gang tidligere. For å møte dette behovet trengs nye trådløse kommunikasjonssystemer med økt overføringskapasitet. Rapporten beskriver propagasjonsmålinger utført på et deployerbart 2,3 GHz TDD (tidsdelt duplex) WiMAX oppsett, anskaffet som en del av Hærens Concept, Development, and Experimentation (CD&E) aktivitet, høsten 2008. Målingene er gjennomført på Terningmoen ved Elverum og fokuserer på rekkevidde og vegetasjonsdemping. Mens det på basestasjonsiden ble brukt en sektorantenne plassert på mast med justerbar høyde, ble det på brukersiden brukt en rundstrålende antenne plassert på kjøretøy. Mottatt signalstyrke ble registrert i et antall posisjoner. Alle måleresultatene er gjort innen en radius på om lag 700 meter fra basestasjonen og dette indikerer dermed rekkevidden til dette WiMAX-oppsettet. Ved å senke frekvensen vil man kunne oppnå langt bedre rekkevidder. Kun mindre variasjon i vegetasjonsdempning ble observert mellom de ulike antennehøydene på 3,5, 5,5 og 10,5 meter. Når basestasjonsantennen ble hevet til 14 meter, ble det observert en dempning omlag 5 dB lavere. Skyggedempning i dB følger en normalfordeling rimelig bra. Det høyeste standardavviket (7 dB) ble observert når basestasjonsantennen ble hevet til 14 meter. Dette indikerer at man oppnår en moderat forbedring i mottatt signalstyrke ved å heve basestasjonsantennen.

With the transition to Network Enabled Capabilities (NEC) comes the demand for exchange of larger volumes of information both within and between military units and platforms. To address this demand, new wireless communication systems with increased transmission capacities are needed. This report describes propagation measurements carried out on a 2.3 GHz TDD WiMAX setup, using equipment acquired by the Norwegian Army during the fall of 2008. Measurements were conducted outside the city of Elverum in Hedmark county, in the inland of the South Eastern part of Norway in September of 2008. With a base station sector antenna with adjustable mast height and an omni-directional vehicle antenna at 2 m height, the received signal strength was registered. The focus of the work was to quantify excess attenuation caused by vegetation. Only small variations in excess attenuation caused by vegetation were observed between the different antenna heights of 3.5, 5.5, and 10.5 meter. With the base station antenna raised to 14 meters, the observed attenuation was about 5 dB lower. Shadow attenuation in dB follows a Gaussian distribution quite well. The largest standard deviation was observed for transmit antenna height of 14 m, where it reached 7 dB. The improvement of elevating the transmit antenna was thus moderate, with somewhat lower average path loss combined with larger signal variance at the highest antenna position. The distance of the measurement results is within approximately 700 m, indicating the range of the current WiMAX setup