El modelo Okumura es un modelo de propagación de radio que se construyó utilizando los datos recopilados en la ciudad de Tokio , Japón . El modelo es ideal para usar en ciudades con muchas estructuras urbanas pero no muchas estructuras de bloqueo altas. El modelo sirvió de base para el modelo Hata .
El modelo Okumura se construyó en tres modos. Los de áreas urbanas, suburbanas y abiertas. El modelo para áreas urbanas se construyó primero y se utilizó como base para otros.
Cobertura
Frecuencia = 150-1920 MHz
Altura de la antena de la estación móvil: entre 1 my 3 m
Altura de la antena de la estación base: entre 30 my 100 m
Distancia de enlace: entre 1 km y 100 km
Formulación matemática
El modelo de Okumura se expresa formalmente como:
dónde,
L = La mediana de la pérdida de trayectoria . Unidad: Decibel (dB)
L FSL = La pérdida de espacio libre . Unidad: decibel (dB)
A MU = Mediana de atenuación . Unidad: decibel (dB)
H MG = factor de ganancia de altura de la antena de la estación móvil .
H BG = factor de ganancia de altura de la antena de la estación base .
Corrección K = ganancia del factor de corrección (como tipo de entorno, superficies de agua, obstáculo aislado, etc.)
Puntos a tener en cuenta
El modelo de Okumura es uno de los modelos más utilizados para la predicción de señales en áreas urbanas. Este modelo es aplicable para frecuencias en el rango de 150–1920 MHz (aunque normalmente se extrapola hasta 3000 MHz) y distancias de 1–100 km. Se puede utilizar para alturas de antena de estación base que oscilan entre 30 y 1000 m.
Okumura desarrolló un conjunto de curvas que dan la atenuación mediana en relación con el espacio libre (A mu ), en un área urbana sobre un terreno casi liso con una altura de antena efectiva de la estación base (hte) de 200 my una altura de antena móvil (hre). de 3 m. Estas curvas se desarrollaron a partir de mediciones extensivas utilizando antenas verticales omnidireccionales tanto en la base como en el móvil, y se trazan como una función de la frecuencia en el rango de 100-1920 MHz y como una función de la distancia desde la estación base en el rango de 1– 100 km. Para determinar la pérdida de trayectoria utilizando el modelo de Okumura, primero se determina la pérdida de trayectoria en el espacio libre entre los puntos de interés, y luego se le suma el valor de A mu (f, d) (como se lee en las curvas) junto con los factores de corrección para tener en cuenta el tipo de terreno. El modelo se puede expresar como
donde L50 es el valor del percentil 50 (es decir, la mediana) de la pérdida del trayecto de propagación, LF es la pérdida por propagación en el espacio libre, A mu es la atenuación media en relación con el espacio libre, G (hte) es el factor de ganancia de altura de la antena de la estación base, G (hre) es el factor de ganancia de altura de la antena móvil y G AREA es la ganancia debida al tipo de entorno. Tenga en cuenta que las ganancias de altura de la antena son estrictamente una función de la altura y no tienen nada que ver con los patrones de antena.
Las gráficas de A mu (f, d) y G AREA para una amplia gama de frecuencias se muestran en la Figura 3,23 y la Figura 3.24. Además, Okumura descubrió que G (hte) varía a una velocidad de 20 dB / década y G (hre) varía a una velocidad de 10 dB / década para alturas inferiores a 3 m. 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> hre> 3 m
También se pueden aplicar otras correcciones al modelo de Okumura. Algunos de los parámetros importantes relacionados con el terreno son la altura de la ondulación del terreno (A / i), la altura de la cresta aislada, la pendiente media del terreno y el parámetro mixto tierra-mar. Una vez que se calculan los parámetros relacionados con el terreno, los factores de corrección necesarios se pueden sumar o restar según sea necesario. Todos estos factores de corrección también están disponibles como curvas de Okumura [0ku68].
En terrenos irregulares, uno encuentra con frecuencia caminos fuera de la línea de visión causados por obstáculos del terreno. El modelo de Okumura incluye un factor de corrección llamado factor de "cresta aislada" para tener en cuenta los obstáculos. Sin embargo, la aplicabilidad de esta corrección es solo para los obstáculos que se ajusten a esa descripción; es decir, una cresta aislada. Un terreno más complejo no se puede modelar mediante el factor de corrección de la cresta aislada. Existen varios modelos más generales [1] [2] [3] [4] [5] [6] para calcular la pérdida por difracción. Sin embargo, ninguno de estos se puede aplicar directamente a la atenuación media básica de Okumura. Se han desarrollado métodos patentados para hacerlo; sin embargo, no se sabe que ninguno sea de dominio público.
El modelo de Okumura se basa totalmente en datos medidos y no proporciona ninguna explicación analítica. Para muchas situaciones, se pueden hacer extrapolaciones de las curvas derivadas para obtener valores fuera del rango de medición, aunque la validez de tales extrapolaciones depende de las circunstancias y la suavidad de la curva en cuestión.
El modelo de Okumura se considera uno de los más simples y mejores en términos de precisión en la predicción de pérdida de ruta para sistemas de radio móviles terrestres y celulares maduros en entornos desordenados. Es muy práctico y se ha convertido en un estándar para la planificación de sistemas en sistemas de radio móviles terrestres modernos en Japón. La principal desventaja del modelo es su lenta respuesta a los cambios rápidos en el terreno, por lo que el modelo es bastante bueno en áreas urbanas y suburbanas, pero no tan bueno en áreas rurales. Las desviaciones estándar habituales entre los valores de pérdida de trayecto pronosticados y medidos son de alrededor de 10 dB a 14 dB.
Ver también
Referencias
- ^ Bullington, K., "Radio propagación a frecuencias superiores a 30 megaciclos", Proc IRE , octubre de 1947, págs. 1122-1136.
- ^ Propagación por difracción, Rec. UIT-R. 526-13, Unión Internacional de Telecomunicaciones, Ginebra, 2013, §4.5.2.
- ^ Epstein, Jess y Donald W. Peterson, "Un estudio experimental de la propagación de ondas a 850 Mc", Proc IRE , 41 (5), mayo de 1953, págs. 595-611.
- ^ Deygout, Jacques, "Difracción de microondas con filo de cuchillo múltiple", IEEE Trans Ant Prop , 14 (4), julio de 1966, págs. 480-489.
- ^ Edwards, R. y J. Durkin, "Predicción informática de áreas de servicio para redes de radio móviles VHF", Proc IEE , 116 (9), septiembre de 1969, págs. 1496-97, §§3.2 - 3.2.4.
- ^ López Giovaneli, Carlos, "Un análisis de soluciones simplificadas para difracción de filo de cuchillo múltiple", IEEE Trans Ant Prop , 32 (3), marzo de 1984, págs. 297-301.
Otras lecturas
- Introducción a la propagación de RF , John S. Seybold, 2005, Wiley.
- Comunicaciones inalámbricas: principios y práctica , (2ª edición), Theodore S. Rappaport, 2002, Prentice Hall.
- El canal de propagación de radio móvil , segunda edición, JD Parsons, 2000, Wiley.
- Propagación de radio en redes celulares , N. Blaunstein, 2000, Artech.
enlaces externos
- Modelo de propagación de radio avanzado VOLCANO que incluye modelos de ruta directa y de ruta múltiple (trazado de rayos )