MANET MESH
TOPOLOGY

Node-to-Node Link Budget

Maximal räckvidd mellan två Silvus SL5200-noder vid 300 MHz med rundstrålande antenner (+2 dBi) och 2W sändareffekt: ungefär 25 km siktlinje. I praktiken med terräng, vegetation och icke-idealisk antennplacering: 8–15 km effektiv räckvidd mark-till-mark. Mark-till-luft (drönare vid 200 m höjd): 15–30 km tack vare Fresnelzonklarering.

Link budget = TX_power + TX_ant + RX_ant - path_loss - fade_margin

Path_loss (free space) = 20×log10(d) + 20×log10(f) - 147.55 dB

Vid 300 MHz, 10 km: banförlust = 20×log10(10000) + 20×log10(300×10⁶) − 147,55 = 80 + 169,5 − 147,55 = 101,95 dB. Med 2W sändareffekt (33 dBm), +2 dBi antenner i båda ändar: mottagen signal = 33 + 2 + 2 − 102 = −65 dBm. Silvus mottagarkänslighet: −100 dBm. Marginal: 35 dB — länken fungerar tillförlitligt.

Sändareffekt = 33 dBm (2W), sändarantennvinst = 2 dBi, mottagarantennvinst = 2 dBi, krav SNR = 10 dB, brusgolv = −100 dBm. Maximal tillåten banförlust = 33 + 2 + 2 − (−100) − 10 = 127 dB. Frirumsförlust vid 127 dB vid 300 MHz: avstånd = 10^((127 − 20×log10(300×10⁶) + 147,55) / 20) = 10^(5,025/20) ≈ 180 km. Teoretiskt maximum — i praktiken reducerat av terräng till 25 km siktlinje.

Received power: 33 + 2 + 2 - 102 = -65 dBm. Noise floor: -110 dBm. SNR = 45 dB. Required: 10 dB. Margin: 35 dB.

Vid 10 km med rundstrålande antenner: 35 dB marginal — länken fungerar tillförlitligt. Vid 20 km: marginal sjunker till 29 dB — fortfarande tillförlitlig men med reducerad motståndskraft mot störning. Vid 30 km: marginal 25 dB — minimal men funktionell vid fri siktlinje. Bortom 30 km: marginal otillräcklig utan riktantenner.

Self-Healing — Measured

When a MANET node is lost (destroyed, jammed, powered off), adjacent nodes detect the loss within 5 seconds (heartbeat timeout). Route recalculation takes 2-10 seconds (Silvus proprietary algorithm, tested). New routes established: total self-healing time <30 seconds (Silvus specification, verified with 559 nodes). During the healing window: traffic to/from the lost node is dropped. Traffic between surviving nodes reroutes automatically. No manual intervention.

Fragmentation Threshold

Meshen fragmenteras när ingen multihopp-väg existerar mellan två grupper av noder. I skandinavisk terräng (kullar, skog, fjäll) kan markbaserade MANET-noder förlora siktlinje vid 3–5 km i kuperad skog. Fragmentering isolerar plutoner från kompanistaben — kritiskt i strid. Förebyggande: säkerställ redundanta meshvägar via Fischer 26 luftburen nod.

För en brigad med 50 marknoder utspridda över ett 20×25 km område: genomsnittlig noddensitet 1 nod per 10 km² — otillräckligt för pålitlig mark-till-mark-mesh i skandinavisk terräng. Lösning: Fischer 26 vid 200 m höjd har siktlinje till alla marknoder inom 50 km radie — den enda noden fungerar som central meshbrygga som kopplar samman alla marköar.

Åtgärd: Fischer 26 vid 200 m höjd bryggar markmeshluckor. Från 200 m höjd har Fischer 26 siktlinje till alla marknoder inom 50 km — praktiskt taget hela brigadens operationsområde. Om en markväg bryts (kulle, skog) dirigerar meshen automatiskt trafiken via Fischer 26:s luftburna nod. Latensen ökar med 7–15 ms per extra hopp men tillförlitligheten bibehålls.

Brigade Topology Design

Rekommenderad topologi för en svensk brigad i norra Sverige (skogsbevuxen terräng, kullar, vintermörker): hierarkisk mesh med tre lager. Marklagret: grundläggande mesh med 3–8 km hopp. Relälagret: Fischer 26 vid 200 m. Backbonelagret: Starlink via Fischer 26 till nationell C2.

Marklagret: en MANET-nod per plutonsposition (45 noder) + en per kompani-KP (5 noder) + en per bataljons-KP (3 noder) + brigadstab (3 noder) + reserver (10 noder) = 66 marknoder. Luftburet: 5 Fischer 26 (en per kompanisektor). Fordon: 13+ MANET-noder på pansarfordon och logistikfordon.

Totalt meshnoder: ~84+ (66 mark + 5 luftburna + 13+ fordon). Vid 10 km effektiv markräckvidd och 30 km luft-till-mark: varje marknod har 3–8 grannar. Redundansen säkerställer att meshens medelvärde är 3+ alternativa vägar till brigadstaben — förlust av en enskild nod påverkar inte den totala konnektiviteten.

Topology Optimization

I en brigaddeployering med 84 MANET-noder (markstationer, fordonsradior, luftburna drönare, kommandoplatser) mäter Silvus MANET varje nod-till-nod-länkkvalitet kontinuerligt. Om en länk degraderas (rörelse, terräng, störning) omdirigerar meshen trafik via alternativa vägar utan operatöringripande. Återtillhämtningstid: 30 sekunder (verifierat av Silvus med 559 noder i kontrollerad testmiljö).

Fischer 26 fungerar som ryggradsanslutningen: en luftburen nod vid 200 m höjd tillhandahåller siktlinje till alla marknoder inom 50 km radie. Utan Fischer 26 fragmenteras markbaserad mesh i 3–5 isolerade öar (terräng blockerar mark-till-mark). Med Fischer 26: alla öar kopplas samman via luftrelä. Meshens motståndskraft mot nodförlust ökar dramatiskt — förlust av 30% marknoder kompenseras av Fischer 26:s permanenta brygglänkar.

Try the interactive Coverage Rotation Planner →

Open the interactive Mission Planner →

Open the interactive Link Budget Calculator →

Open the interactive Coverage Planner →

← Del av Lisa 26 Architecture

Implementering

# MANET Link Budget Calculator
import math

def link_budget_db(tx_power_dbm, tx_gain_dbi, rx_gain_dbi, 
                   freq_mhz, distance_km):
    """Friis free-space path loss calculation."""
    # FSPL = 20*log10(d) + 20*log10(f) + 32.44
    fspl = 20*math.log10(distance_km) + 20*math.log10(freq_mhz) + 32.44
    
    rx_power = tx_power_dbm + tx_gain_dbi + rx_gain_dbi - fspl
    noise_floor = -110  # dBm (typical receiver)
    snr = rx_power - noise_floor
    required_snr = 10   # dB for reliable MANET
    margin = snr - required_snr
    
    return {"rx_power": rx_power, "snr": snr, "margin": margin,
            "link_ok": margin > 0}

# Silvus SL5200 at 300 MHz, 10 km, omni antennas
result = link_budget_db(33, 2, 2, 300, 10)
print(f"SNR: {result['snr']:.0f} dB, Margin: {result['margin']:.0f} dB")
# Output: SNR: 45 dB, Margin: 35 dB — excellent link

Interactive: MANET Link Budget & Range Calculator

Relaterade kapitel

Källor

Silvus Technologies StreamCaster mesh specifications (559-node test data). Free-space path loss model (Friis equation). Link budget calculations verified: python3 lisa26-proof.py. Brigade topology based on Swedish mechanized brigade organization (public). Forest terrain RF propagation (ITU-R P.833).