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147 - 2022-07-06 - Mikrotik WiFi Boards - Rauener Berge - WiFi Tests über 15km

Nachdem Testflüge mit dem Rassberry Pi CM4 und einem OpenWRT basierten Accesspoint aus verschiedenen Gründen gescheitert waren, haben wir uns entschlossen nochmal einen statischen Test auf zwei Türmen in Brandenburg durchzuführen.

Es wurden zwei Aussichtstürme in Brandenburg für die Tests gewählt, die über eine Distanz von ~ 15km freie Sicht zueinander haben:

Die “Bodenstation” wurde auf dem Aussichtsturm in Selchow platziert, das “UAV” auf dem Rauener Aussichtsturm.

Auf der Seite der “Bodenstation” (Selchow) wurde folgende Hardware verwendet:

Die Antennen der Bodenstation sind beide vertikal polarisiert, da vorherige Tests gezeigt haben, dass eine horizontal polarisierte Antenne beim gegeben Testaufbau kein Signal empfängt.

Auf der Seite des “UAVs” sind zwei Hardware Setups zum Einsatz gekommen. Das Mikrotik basierte Setup bestand aus:

Das Setup basierenden auf deinem Rasberry Pi bestand aus:

Das WiFi Module wurde mit einem MiniPCI-e zu M2 Adapter mit dem Pi Verbunden. Hier war zu beachten, dass das WiFi Modul an PIN 39/41 mit Strom versorgt wird. Die PINs versorgen u.a. die Verstärker auf dem Board.

Die Mikrotik Hardware wurde mit Mikrotik Firmware bespielt und konfiguriert. Die Bodenstation wurde als Accesspoint konfiguriert und das UAV als Station. Die Geräte werden im N-Only Mode betrieben und RTS/CTS protection wurde ausgeschaltet. Die Geräte wurden mit statischen IPs versehen. Das LAN und WLAN wurden bebridged (ggf. unnötiger Traffic durch ARP, DHCP, etc.).

Für den Raspberry Pi wurde der Kernel angepasst. RTS/CTS protection, sowie Sendeleistungslimits für 5/10MHz wurden ausgeschaltet.

Primär sollte überprüft werden, ob eine Verbindung über normales WiFi überhaupt zustande kommt. Die Annahme war, dass das Link-Budget auf Hin- und Rückweg gleich ist und somit auch eine WiFi-Verbindung möglich sein muss. Die WiFiBroadcast Test hatten gezeigt, dass über >= 15km Daten übertragen werden können.

Darüberhinaus sollte getestet werden welchen Einfluss die folgenden Parameter auf die Datenraten haben:

  • Ack-Timeouts (statische Distanz, dynamische Berechnung)
  • Frequenz
  • Bandbreiten von 5, 10 und 20MHz
  • Welche minimal Sendeleistung möglich ist
  • Single chain vs. multi chain Betrieb

In Bezug auf mehrere Empfangs/Sende Chains war die Theorie, dass wir von MIMO-Erweiterungen des Standards nicht profitieren können, da sich die Wege (nur Freiraumdämpfung, keine Reflexionen etc.) der Signale auf beiden Chains nicht unterscheiden.

Datenraten zur Bodenstation vom UAV per TCP:

Datenraten zur Bodenstation vom UAV per UDP:

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  • Last modified: 2022/07/14 11:33
  • by wf68spef