Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Модель Окумура - это модель распространения радиоволн, которая была построена с использованием данных, собранных в городе Токио , Япония . Модель идеальна для использования в городах с большим количеством городских построек, но с небольшим количеством высоких блокирующих построек. Модель послужила основой для модели Хата .

Модель Окумура была построена в трех режимах. Для городских, дачных и открытых территорий. Модель для городских территорий была построена первой и использовалась в качестве основы для других.

Покрытие [ править ]

Частота = 150–1920 МГц

Высота антенны мобильной станции: от 1 м до 3 м.

Высота антенны базовой станции: от 30 м до 100 м

Дальность связи: от 1 км до 100 км

Математическая формулировка [ править ]

Модель Окумуры формально выражается как:

где,

L = медианные потери на тракте . Единица: децибел (дБ)

L FSL = потеря свободного пространства . Единица: децибел (дБ)

A MU = Среднее затухание . Единица: децибел (дБ)

H MG = коэффициент усиления антенны мобильной станции по высоте .

H BG = коэффициент усиления антенны базовой станции по высоте .

K коррекция = усиление поправочного коэффициента (например, тип окружающей среды, водные поверхности, изолированное препятствие и т. Д.)

На заметку [ править ]

Модель Окумуры - одна из наиболее широко используемых моделей для прогнозирования сигналов в городских районах. Эта модель применима для частот в диапазоне 150–1920 МГц (хотя обычно она экстраполируется до 3000 МГц) и расстояний 1–100 км. Его можно использовать для антенн базовых станций высотой от 30 до 1000 м.

Окумура разработал набор кривых, дающих среднее значение затухания относительно свободного пространства (A mu ) в городской зоне над квазигладкой местностью с эффективной высотой антенны базовой станции (hte) 200 м и высотой мобильной антенны (hre). 3 м. Эти кривые были построены на основе обширных измерений с использованием вертикальных всенаправленных антенн как на базовой, так и на мобильной станции, и построены как функция частоты в диапазоне 100–1920 МГц и как функция расстояния от базовой станции в диапазоне 1–1920 МГц. 100 км. Чтобы определить потери на трассе с использованием модели Окумуры, сначала определяется потеря в свободном пространстве между интересующими точками, а затем значение A mu(f, d) (как видно из кривых) добавляется к нему вместе с поправочными коэффициентами для учета типа местности. Модель может быть выражена как

Рисунок 3.23.png

где L50 - 50-й процентиль (т. е. медиана) значения потерь на трассе распространения, LF - потери распространения в свободном пространстве, A mu - медианное затухание относительно свободного пространства, G (hte) - коэффициент усиления антенны базовой станции по высоте, G (hre) - коэффициент усиления мобильной антенны по высоте, а G AREA - коэффициент усиления, обусловленный типом окружающей среды. Обратите внимание, что усиление антенны по высоте строго зависит от высоты и не имеет ничего общего с диаграммами направленности антенны.

Графики A mu (f, d) и G AREA для широкого диапазона частот показаны на Рисунке 3,23 и Рисунке 3.24. Кроме того, Окумура обнаружил, что G (hte) изменяется со скоростью 20 дБ / декаду, а G (hre) изменяется со скоростью 10 дБ / декаду для высот менее 3 м. G (hte) = 20 log (hte / 200) 1000 м> hte> 30 м

G (hre) = 10 log (час / 3) hre <= 3 м G (hre) = 20 log (час / 3) 10 m> hre> 3 m

Рисунок 3.24.png

К модели Окумуры могут быть внесены и другие поправки. Некоторыми из важных параметров, связанных с рельефом местности, являются высота волнистости местности (A / i), высота изолированного гребня, средний уклон местности и смешанный параметр суша-море. После расчета параметров, связанных с рельефом местности, необходимые поправочные коэффициенты могут быть добавлены или вычтены по мере необходимости. Все эти поправочные коэффициенты также доступны в виде кривых Окумуры [0ku68].

На неровной местности часто встречаются пути вне прямой видимости, вызванные препятствиями на местности. Модель Окумуры включает поправочный коэффициент, называемый фактором «изолированного гребня», для учета препятствий. Однако это исправление применимо только к препятствиям, соответствующим этому описанию; т.е. изолированный хребет. Более сложный ландшафт не может быть смоделирован поправочным коэффициентом изолированного хребта. Существует ряд более общих моделей [1] [2] [3] [4] [5] [6] для расчета дифракционных потерь. Однако ни один из них не может быть применен непосредственно к основному среднему затуханию Окумуры. Для этого были разработаны собственные методы; однако, как известно, ни один из них не является общественным достоянием.

Модель Окумуры полностью основана на данных измерений и не дает никаких аналитических объяснений. Во многих случаях можно выполнить экстраполяцию полученных кривых для получения значений за пределами диапазона измерений, хотя достоверность таких экстраполяций зависит от обстоятельств и гладкости рассматриваемой кривой.

Модель Окумуры считается одной из самых простых и лучших с точки зрения точности прогнозирования потерь на трассе для зрелых сотовых и наземных мобильных радиосистем в загроможденных средах. Это очень практично и стало стандартом для системного планирования в современных системах наземной подвижной радиосвязи в Японии. Основным недостатком модели является ее медленная реакция на быстрые изменения ландшафта, поэтому модель довольно хороша в городских и пригородных районах, но не так хороша в сельской местности. Общие стандартные отклонения между прогнозируемыми и измеренными значениями потерь на трассе составляют от 10 дБ до 14 дБ.

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Буллингтон, К., «Распространение радиоволн на частотах выше 30 мегациклов», Proc IRE , октябрь 1947 г., стр. 1122-1136.
  2. ^ Распространение за счет дифракции, Рек. 526-13, Международный союз электросвязи, Женева, 2013 г., §4.5.2.
  3. ^ Эпштейн, Джесс и Дональд В. Петерсон, «Экспериментальное исследование распространения волн на 850 Мс», Proc IRE , 41 (5), май 1953 г., стр 595-611.
  4. ^ Дейгу, Жак, «Множественная дифракция микроволн на острие ножа», IEEE Trans Ant Prop , 14 (4), июль 1966 г., стр. 480-489.
  5. ^ Эдвардс, Р. и Дж. Дуркин, «Компьютерное прогнозирование зон обслуживания для сетей мобильной радиосвязи в диапазоне УКВ», Proc IEE , 116 (9), сентябрь 1969 г., стр. 1496-97, §§3.2 - 3.2.4.
  6. ↑ Лопес Джованели, Карлос, «Анализ упрощенных решений для множественной острой дифракции», IEEE Trans Ant Prop , 32 (3), март 1984 г., стр. 297-301.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Введение в распространение радиочастот , Джон С. Сейболд, 2005, Wiley.
  • Беспроводная связь: принципы и практика , (2-е издание), Теодор С. Раппапорт, 2002, Prentice Hall.
  • Канал распространения мобильного радио , 2-е издание, JD Parsons, 2000, Wiley.
  • Распространение радио в сотовых сетях , Н. Блаунштейн, 2000, Artech.

Внешние ссылки [ править ]

  • Усовершенствованная модель распространения радиоволн VOLCANO, включая модели прямого и многолучевого распространения ( трассировка лучей )