Model Okumura

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

Modelul Okumura este un model de propagare radio construit folosind datele colectate în orașul Tokyo , Japonia . Modelul este ideal pentru utilizare în orașe cu multe structuri urbane, dar nu cu multe structuri înalte de blocuri. Modelul a servit ca bază pentru modelul lui Hata .

Modelul lui Okumura a fost construit în trei moduri: pentru zonele urbane, suburbane și deschise. Modelul pentru zonele urbane a fost construit mai întâi și folosit ca bază pentru celelalte modele de propagare.

Acoperire

Frecvența = 150- 1 920 MHz

Înălțimea antenei stației mobile: între 1 și 3 m

Înălțimea antenei stației de bază: între 30 și 100 m

Distanța de conectare: între 1 și 100 km

Formularea matematică

Modelul lui Okumura este exprimat formal ca:

unde este,

L = pierderea căii mediane . Unitate: decibeli (dB)

L FSL = pierderea spațiului liber . Unitate: decibeli (dB)

A MU = Atenuare mediană . Unitate: decibeli (dB)

H BG = Înălțimea antenei de bază

H MG = Înălțimea antenei mobile K corecție = Factor de corecție (cum ar fi tipul de mediu, suprafețele apei, obstacole izolate etc.)

Puncte de reținut

Modelul Okumura este unul dintre cele mai utilizate modele pentru predicția semnalului în zonele urbane. Acest model este aplicabil pentru frecvențe în intervalul 150- 1.920 MHz (deși este de obicei extrapolat până la 3 000 MHz ) și distanțele de la stația de bază variind de la 1 la 100 km. Poate fi folosit pentru antenele stației de bază cu înălțimi cuprinse între 30 și 100m.

Okumura a dezvoltat un set de curbe care oferă atenuare mediană în raport cu spațiul liber (A mu ), într-o zonă urbană pe un teren aproape neted, cu o antenă a stației de bază cu o înălțime (hte) de 200 m și o antenă mobilă cu înălțime (hre) de 3 m. Aceste curbe au fost dezvoltate din măsurători mari folosind antene verticale omnidirecționale fixe și mobile și reprezentate în funcție de frecvență în 100- 1 920 MHz și în funcție de distanțele de la stația de bază variind de la 1 la 100 km. Pentru a determina pierderea de-a lungul căii folosind modelul Okumura, se determină mai întâi pierderea din calea spațială liberă dintre punctele de interes, apoi i se adaugă valoarea lui A mu (f, d)

(așa cum se citește din curbe) cu factori de corecție pentru a lua în considerare tipul de teren. Modelul poate fi exprimat ca

Figura 3.23.png

unde L50 este a cincizecea percentilă (adică mediana) pierderii căii de propagare, LF este pierderea de propagare a spațiului liber, A mu este atenuarea mediană în raport cu spațiul liber, G (hte) este factorul de câștig al înălțimii lui antena stației de bază, G (hre) este factorul de câștig al înălțimii antenei mobile, iar G AREA este câștigul datorat tipului de mediu. Rețineți că înălțimea antenei este strict o funcție a înălțimii și nu are nimic de-a face cu modelele de antene.

Graficele A mu (f, d) și G AREA pentru o gamă largă de frecvențe sunt prezentate în Figura 3.23 și Figura 3.24. Mai mult, Okumura a constatat că G (hte) variază la o rată de 20 dB / deceniu și G (hre) variază la o rată de 10 dB / deceniu pentru înălțimi mai mici de 3m.

G (hte) = 20 log (hte / 200) 1000 m> hte> 30 m G (hre) = 10 log (hre / 3) hre <= 3 m G (hre) = 20 log (hre / 3) 10 m > ora> 3 m

Figura 3.24.png

Alte remedieri pot fi aplicate și modelului Okumura. Unii dintre parametrii importanți ai terenului sunt înălțimea ondulațiilor solului (A / i), înălțimea creastei izolate, panta medie a terenului și parametrul mixt pământ-mare. Odată calculați parametrii referitori la teren, dacă este necesar, este posibil să se adauge sau să se scadă factori corecți, disponibili și ca curbe Okumura [0ku68].

Pe un teren neuniform există adesea poteci în care, din cauza obstacolelor de la sol, nu este posibil să ai vizibilitate directă; pentru a explica aceste obstacole, modelul lui Okumura include un factor de corecție numit factorul „Crestă izolată”. Cu toate acestea, această corecție se aplică numai obstacolelor conforme cu această descriere, adică crestele izolate, iar terenul mai complex nu poate fi, așadar, modelat de acest factor de corecție. Cu toate acestea, pentru calcularea pierderii prin difracție există mai multe modele generale [1] [2] [3] [4] [5] [6] , însă, deoarece niciuna dintre acestea nu poate fi aplicată direct atenuării medii de bază Okumura, S-au dezvoltat metode proprietare pentru a face acest lucru, deși nu se știe că niciunul nu se află în domeniul public.

Modelul Okumura se bazează în totalitate pe date măsurate și, prin urmare, nu oferă nicio explicație analitică. Pentru multe situații, extrapolările curbelor derivate pot fi făcute pentru a obține valori în afara intervalului de măsurare, deși validitatea unor astfel de extrapolări depinde de circumstanțe și de precizia curbei respective.

Modelul lui Okumura este considerat a fi unul dintre cele mai simple și mai bune în ceea ce privește precizia în prezicerea pierderii căii pentru sistemele mature de telefonie mobilă celulară și terestră în medii aglomerate. Este foarte practic și a devenit un standard pentru planificarea sistemelor în sistemele radio mobile terestre moderne din Japonia. Dezavantajul major al modelului este răspunsul său lent la schimbările rapide ale terenului, astfel încât modelul este suficient de bun în zonele urbane și suburbane, dar nu atât de bun în zonele rurale. Abaterile standard comune între valorile de pierdere a traseului prevăzute și măsurate sunt de aproximativ 10-14 dB.

Lecturi suplimentare

  • Introducere în propagarea RF , John S. Seybold, 2005, Wiley.
  • Comunicații fără fir: principii și practică , (ediția a II-a), Theodore S. Rappaport, 2002, Prentice Hall.
  • The Mobile Radio Propagation Channel , ediția a II-a, JD Parsons, 2000, Wiley.
  • Propagarea radio în rețelele celulare , N. Blaunstein, 2000, Artech.

Notă

  1. ^ Bullington, K., "Propagarea radio la frecvențe mai mari de 30 megacicluri", "Proc IRE", octombrie 1947, pp. 1122-1136.
  2. ^ Propagarea difracției, Rec. UIT-R. 526-13, Uniunea Internațională a Telecomunicațiilor, Geneva, 2013, §4.5.2.
  3. ^ Epstein, Jess și Donald W. Peterson, „Un studiu experimental asupra propagării undelor la 850 Mc”, „Proc IRE”, 41 (5), mai 1953, pp. 595-611.
  4. ^ Deygout, Jacques, "Microwave Multi-Sharp Diffraction", IEEE Trans Ant Prop , 14 (4), iulie 1966, pp 480-489.
  5. ^ Edwards, R. și J. Durkin, „Predicția computerizată a zonelor de servicii pentru rețelele de radio mobile VHF”, „Proc IEE”, 116 (9), septembrie 1969, pp. 1496-97, §§3.2 - 3.2.4.
  6. ^ López Giovaneli, Carlos, "An Analysis of Simplified Solutions for Multiple Blade Diffraction", "IEEE Trans Ant Prop", 32 (3), martie 1984, pp. 297-301.