Hintergrundtechnologie
Aktuelle Konnektivität wird für Marineanwendungen immer wichtiger.Die Aufrechterhaltung von Verbindungen und Kommunikation auf dem Meer ermöglicht es den Schiffen, sicher zu reisen und zu kreuzen – eine große Herausforderung.
Die IWAVE 4G LTE Private Network-Lösungkann dieses Problem lösen, indem es dem Schiff ein stabiles, schnelles und sicheres Netzwerk zur Verfügung stellt.
Erfahren Sie im Folgenden, wie das System hilft.
1. Testzeitpunkt: 2018.04.15
2. Testzweck:
• Leistungstest der drahtlosen privaten Netzwerktechnologie TD-LTE in Meeresumgebungen
• Überprüfung der Funkabdeckung der integrierten Basisstation (PATRON - A10) in Ocean
• Eine Beziehung zwischen einer drahtlosen Abdeckungsentfernung und einer Installationshöhe einer privaten Netzwerk-Basisstation (PATRON – A10).
• Wie hoch ist die Downloadrate der mobilen Endgeräte an Bord, wenn die Basisstation mit dem Heliumballon in der Luft eingesetzt wird?
• Der Heliumballon wird mit der Netzwerkgeschwindigkeit des mobilen Endgeräts der Basisstation in der Luft eingesetzt.
• Wenn die Antenne der Basisstation zusammen mit dem Ballon am Himmel schwingt, wird der Einfluss der Antenne der Basisstation auf die Funkabdeckung überprüft.
3. Ausrüstung im Test:
Geräteinventar auf Heliumballon
| TD-LTE-Integrationssystem für drahtlose private Netzwerke (ATRON - A10)*1 |
| Optischer Transceiver * 2 |
| 500 Meter Multimode-Glasfaser-Netzwerkkabel |
| Laptop * 1 |
| WLAN-Router * 1 |
Ausrüstungsinventar auf dem Schiff
| Leistungsstarkes, fahrzeugmontiertes CPE (KNIGHT-V10) * 1 |
| 1,8 Meter lange omnidirektionale Glasfaserantenne mit hoher Verstärkung * 2 (einschließlich Zuleitungskabel) |
| Netzwerkkabel |
| Laptop * 1 |
| WLAN router |
Komplettes Testsystem einrichten
1、Installieren einer Basisstation
Der Privates LTE-Netzwerk in einer Basisstation wird auf einem Heliumballon eingesetzt, der 4 km von der Küste entfernt ist.Die maximale Höhe des Heliumballons betrug 500 Meter.In diesem Test beträgt seine tatsächliche Höhe jedoch etwa 150 m.
Die Installation der Richtantenne am Ballon ist in FIG.2 dargestellt.
Der horizontale Winkel des Hauptlappens zeigt zur Meeresoberfläche.Pan-Tilt kann den horizontalen Winkel der Antenne schnell anpassen, um die Richtung und den Bereich der Signalabdeckung sicherzustellen.
2、Netzwerkkonfiguration
Drahtlose All-in-One-LTE-Basisstationen (Patron – A10) auf Ballons sind über Ethernet-Kabel, Glasfaserkabel, Glasfaser-Transceiver und Router A mit einem Glasfasernetzwerk verbunden. Gleichzeitig ist sie mit einem FTP-Server (Laptop) verbunden ) über WLAN-Router B.
3、Bereitstellung10 Watt CPE (Knight-V10)an Bord
CPE (Knight-V10) ist auf einem Fischerboot montiert und die Antenne ist oben auf der Kabine montiert.Die Primärantenne ist 4,5 Meter über dem Meeresspiegel montiert und die Sekundärantenne befindet sich 3,5 Meter über dem Meeresspiegel.Der Abstand zwischen den beiden Antennen beträgt etwa 1,8 Meter.
Der Laptop auf dem Schiff ist über ein Netzwerkkabel mit dem CPE verbunden und über das CPE mit dem Remote-FTP-Server.Die FPT-Software des Laptops und der Remote-FTP-Server werden gemeinsam für FTP-Download-Tests verwendet.Mittlerweile kann das auf dem Laptop laufende Traffic-Statistik-Tool Internet-Traffic und Traffic in Echtzeit aufzeichnen.Andere Tester verbinden sich über Mobiltelefone oder Pads mit dem vom CPE abgedeckten WLAN, um in der Kabine im Internet zu surfen, etwa um einen Online-Film anzusehen oder einen Videoanruf zu tätigen, um die Internetgeschwindigkeit zu testen.
Konfiguration einer Basisstation
| Mittenfrequenz: 575 MHz |
| Bandbreite: 10 MHz |
| Drahtlose Leistung: 2 * 39,8 dBm |
| Spezielles Hilfsrahmenverhältnis: 2:5 |
| NC: ist als 8 konfiguriert |
| Antennen-SWR: Hauptantenne 1,17, Hilfsantenne 1,20 |
Testprozess
Teststart
Am 13. April 15:33 Uhr war das Fischerboot unterwegs, und am selben Tag um 17:26 Uhr wurde der Ballon auf eine Höhe von 150 Metern gehoben und schwebte.Dann wird das CPE drahtlos mit der Basisstation verbunden und zu diesem Zeitpunkt ist das Fischerboot 33 km von der Station entfernt.
1、Testinhalte
Der Laptop auf dem Schiff verfügt über einen FPT-Download und die Zieldateigröße beträgt 30 GB.Die vorinstallierte BWM-Software zeichnet den Internetverkehr in Echtzeit auf und zeichnet die GPS-Informationen in Echtzeit über das Mobiltelefon auf.
Andere Mitarbeiter auf dem Fischerboot greifen über WLAN auf das Internet zu, schauen sich Online-Videos an und führen Videoanrufe.Online-Videos sind flüssig und die Stimme bei Videoanrufen ist klar.Der gesamte Test war 33 km – 57,5 km lang.
2、Testaufzeichnungstabelle
Während des Tests zeichnen die Füllkomponenten auf dem Schiff GPS-Koordinaten, CPE-Signalstärke, durchschnittliche FTP-Download-Rate und andere Informationen in Echtzeit auf.Die Datensatztabelle lautet wie folgt (Entfernungswert ist die Entfernung zwischen dem Schiff und der Küste, der Download-Rate-Wert ist die Download-Rate des BWM-Softwaredatensatzes).
| Entfernung (km) | 32.4 | 34.2 | 36 | 37.8 | 39.6 | 41.4 | 43.2 | 45 | 46,8 | 48,6 | 50.4 | 52.2 | 54 | 55,8 |
| Signalstärke (dbm) | -85 | -83 | -83 | -84 | -85 | -83 | -83 | -90 | -86 | -85 | -86 | -87 | -88 | -89 |
| Download-Rate (Mbps) | 10.7 | 15.3 | 16.7 | 16.7 | 2,54 | 5,77 | 1.22 | 11.1 | 11.0 | 4,68 | 5.07 | 6,98 | 11.4 | 1,89 |
3、Signalunterbrechungen
Am 13. April 19:33 Uhr wurde der Empfang plötzlich unterbrochen.Wenn das Signal unterbrochen wird, befindet sich das Fischerboot etwa 63 km von der Basisstation entfernt an Land (in Inspektion).Wenn das Signal unterbrochen ist, beträgt die CPE-Signalstärke - 90 dBm.GPS-Informationen der Basisstation: 120.23388888, 34.286944.Flast FTP-Normalpunkt-GPS-Informationen: 120.9143155, 34.2194236
4、Testabschluss.
Am 15thIm April kehren alle Mitarbeiter des Schiffs an Land zurück und absolvieren den Test.
Analyse der Testergebnisse
1、Horizontaler Erfassungswinkel der Antenne und Navigationsrichtung des Fischereischiffs
Der Erfassungswinkel der Antenne entspricht im Wesentlichen der Route des Schiffes.Aus der CPE-Signalstärke kann geschlossen werden, dass der Signaljitter relativ gering ist.Auf diese Weise kann die Richt-Schwenk-Neige-Antenne im Wesentlichen den Anforderungen an die Signalabdeckung im Meer genügen.Beim Test hat die Richtantenne einen maximalen Abschirmwinkel von 10°.
2、FTP-Aufzeichnung
Das rechte Diagramm stellt die FTP-Echtzeit-Downloadrate dar und die entsprechenden GPS-Standortinformationen werden in der Karte wiedergegeben.Während des Tests kam es zu mehreren Jitter im Datenverkehr und die Signale sind in den meisten Regionen gut.Die durchschnittliche Download-Rate liegt bei mehr als 2 Mbit/s, und am Standort der letzten verlorenen Verbindung (63 km vom Ufer entfernt) beträgt sie 1,4 Mbit/s.
3、Testergebnisse für mobile Endgeräte
Die Verbindung vom CPE zum drahtlosen privaten Netzwerk geht verloren und das vom Mitarbeiter angesehene Online-Video läuft sehr flüssig und weist keine Verzögerungen auf.
4、Signalunterbrechungen
Basierend auf den Einstellungen der Basisstation und der CPE-Parameter sollte die CPE-Signalstärke etwa -110 dBm betragen, wenn das Signal unterbrochen wird.In den Testergebnissen liegt die Signalstärke jedoch bei - 90 dBm.
Nach der Analyse der Teams ist dies der Hauptgrund für die Schlussfolgerung, dass der NCS-Wert nicht auf die am weitesten entfernte Parameterkonfiguration eingestellt ist.Vor Beginn des Tests stellt der Mitarbeiter den NCS-Wert nicht auf die am weitesten entfernte Einstellung ein, da die am weitesten entfernte Einstellung die Download-Rate beeinflusst.
Siehe folgende Abbildung:
| NCS-Konfiguration | Theoretisches Frequenzband für eine einzelne Antenne (20-MHz-Basisstation) | Theoretische Bandbreite von Doppelantennen (20-MHz-Basisstation) |
| Setup in diesem Test | 52 Mbit/s | 110 Mbit/s |
| Das am weitesten entfernte Setup | 25 Mbit/s | 50 Mbit/s |
Vorschlag: Der NCS wird beim nächsten Test auf die am weitesten entfernte Einstellung eingestellt, und der Durchsatz des Systems und die Anzahl der verbundenen Benutzer sind betroffen, wenn der NCS auf eine andere Konfiguration eingestellt wird.
Abschluss
Durch diese Tests konnte das technische Team von IWAVE wertvolle Testdaten und Erfahrungen sammeln.Der Test überprüft die Netzabdeckungsfähigkeit des drahtlosen privaten Netzwerksystems TD-LTE in der Meeresumwelt und die Signalabdeckungsfähigkeit im Ozean.Nachdem das mobile Endgerät auf das Internet zugegriffen hat, wird die Download-Geschwindigkeit des Hochleistungs-CPE unter verschiedenen Navigationsentfernungen und Benutzererfahrungen ermittelt.
Produktempfehlung
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 13. März 2023