Модель Окумура

Модель Окумура — это модель распространения радиоволн , построенная на основе данных, собранных в городе Токио , Япония . Модель идеально подходит для использования в городах с большим количеством городских построек, но с небольшим количеством высоких заграждений. Модель послужила основой для модели Hata .

Модель Окумура была построена на три режима: для города, пригорода и открытой местности. Модель для городских территорий была построена первой и использовалась в качестве основы для остальных.

Покрытие

Частота: 150–1920 МГц
Высота антенны мобильной станции: от 1 м до 3 м.
Высота антенны базовой станции: от 30 до 100 м.
Расстояние соединения: от 1 км до 100 км

Математическая формулировка

Модель Окумура формально выражается как:

$L\;=\;L_{\text{FSL}}\;+\;A_{\text{MU}}\;-\;H_{\text{MG}}\;-\;H_{\text{BG}}\;-\;\sum {K_{\text{correction}}}\;$

где,

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

L _FSL = Потеря свободного пространства . Единица: децибел (дБ).

A _MU = медианное затухание . Единица: децибел (дБ).

H _MG = мобильной станции антенны по высоте усиления коэффициент

H _BG = базовой станции коэффициент усиления по высоте антенны

K _{поправка} = коэффициент усиления поправочного коэффициента (например, тип окружающей среды, водная поверхность, изолированное препятствие и т. д.)

На что следует обратить внимание

Модель Окумуры — одна из наиболее широко используемых моделей 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 при высоте антенны базовой станции от 30 до 1000 м.

Окумура разработал набор кривых, определяющих медианное затухание относительно свободного пространства (A _mu ) в городской зоне на квазигладкой местности с эффективной высотой антенны базовой станции (hte) 200 м и высотой антенны мобильной связи (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 путь с использованием модели Окумуры, сначала определяются потери на пути в свободном пространстве между интересующими точками, а затем _{значение A mu} к ним добавляется (f, d) (как указано на кривых) вместе с поправочными коэффициентами для учета потерь тип местности. Модель может быть выражена как:

$L_{50\%}(dB)=LF+A_{mu}(f,d)-G(h_{te})-G(h_{re})-G_{area}$

где L50 — 50-й процентиль (т. е. медианное) значение потерь на трассе распространения, LF — потери при распространении в свободном пространстве, A _mu — медианное затухание относительно свободного пространства, G(hte) — коэффициент усиления по высоте антенны базовой станции, G (hre) — коэффициент усиления по высоте мобильной антенны, а G _AREA — коэффициент усиления, обусловленный типом окружающей среды. Обратите внимание, что прирост высоты антенны является строго функцией высоты и не имеет ничего общего с диаграммой направленности антенны.

Графики A _mu (f, d) и G _AREA для широкого диапазона частот показаны на рис. 3,23 и рис. 3.24. Кроме того, Окумура обнаружил, что G(h _te ) изменяется со скоростью 20 дБ/декада, а G(hre ₎ меняется со скоростью 10 дБ/декада для высот менее 3 м. $G(h_{te})=20\log {\frac {h_{te}}{200}}$ $1000m>h_{te}>30m$

$G(h_{re})=10\log {\frac {h_{re}}{3}}$ $h_{re}\leq 3m$

$G(h_{re})=20\log {\frac {h_{re}}{3}}$ $10m>h_{re}>3m$

К модели Окумуры можно применить и другие поправки. Некоторыми из важных параметров, связанных с местностью, являются высота волнистости местности (A/i), высота изолированного хребта, средний уклон местности и смешанный параметр суши и моря. После расчета параметров, связанных с местностью, необходимая коррекция Факторы можно добавлять или вычитать по мере необходимости. Все эти поправочные коэффициенты также доступны в виде кривых Окумура [0ku68].

На неровной местности часто встречаются пути, не находящиеся в прямой видимости, вызванные препятствиями на местности. Модель Окумуры включает в себя поправочный коэффициент, называемый фактором «изолированного хребта», для учета препятствий. Однако эта поправка применима только к препятствиям, соответствующим этому описанию; т.е. изолированный гребень. Более сложный рельеф не может быть смоделирован с помощью поправочного коэффициента «Изолированный хребет». 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 базовому среднему затуханию Окумуры. Для этого были разработаны собственные методы; однако неизвестно, что ни один из них не находится в открытом доступе.

Модель Окумуры полностью основана на измеренных данных и не дает любое аналитическое объяснение. Во многих ситуациях экстраполяция полученных кривые могут быть построены для получения значений вне диапазона измерения, хотя обоснованность таких экстраполяций зависит от обстоятельств и гладкость рассматриваемой кривой.

Модель Окумуры считается одной из самых простых и лучших с точки зрения точности прогнозирования потерь на трассе для зрелых систем сотовой и наземной мобильной радиосвязи. в загроможденной среде. Это очень практично и стало стандартом системного планирования в современных наземных мобильных радиосистемах в Японии. Главный Недостатком модели является медленная реакция на быстрые изменения местности, поэтому модель достаточно хороша в городской и загородной местности, но не так хороша в сельской местности. Общие стандартные отклонения между прогнозируемыми и измеренными значениями потерь на трассе составляют от 10 до 14 дБ.

См. также

Ссылки

^ Буллингтон, К., «Распространение радио на частотах выше 30 мегагерц», Proc IRE , октябрь 1947 г., стр. 1122-1136.
^ Распространение за счет дифракции, Рек. МСЭ-R. 526-13, Международный Союз электросвязи, Женева, 2013 г., §4.5.2.
^ Эпштейн, Джесс и Дональд В. Петерсон, «Экспериментальное исследование распространения волн при частоте 850 МГц», Proc IRE , 41 (5), май 1953 г., стр. 595-611.
^ Дейго, Жак, «Многократная острая дифракция микроволн», IEEE Trans Ant Prop , 14(4), июль 1966 г., стр. 480–489.
^ Эдвардс, Р. и Дж. Дуркин, «Компьютерное прогнозирование зон обслуживания для сетей мобильной радиосвязи УКВ», Proc IEE , 116 (9), сентябрь 1969 г., стр. 1496-97, §§3.2–3.2.4.
^ Лопес Джованели, Карлос, «Анализ упрощенных решений для многократной дифракции на острие ножа», IEEE Trans Ant Prop , 32 (3), март 1984 г., стр. 297-301.

Дальнейшее чтение

Введение в распространение радиочастот , Джон С. Сейболд, 2005, Wiley.
Беспроводная связь: принципы и практика (2-е издание), Теодор С. Раппапорт, 2002 г., Прентис Холл.
Канал распространения мобильной радиосвязи , 2-е издание, Дж. Д. Парсонс, 2000, Wiley.
Распространение радиосигнала в сотовых сетях , Н. Блаунштейн, 2000, Артех.

Внешние ссылки

Усовершенствованная модель распространения радиоволн VOLCANO, с прямым и многолучевым распространением ( трассировка лучей ). включая модели

[1] Буллингтон, К., «Распространение радио на частотах выше 30 мегагерц», Proc IRE , октябрь 1947 г., стр. 1122-1136.

[2] Распространение за счет дифракции, Рек. МСЭ-R. 526-13, Международный Союз электросвязи, Женева, 2013 г., §4.5.2.

[3] Эпштейн, Джесс и Дональд В. Петерсон, «Экспериментальное исследование распространения волн при частоте 850 МГц», Proc IRE , 41 (5), май 1953 г., стр. 595-611.

[4] Дейго, Жак, «Многократная острая дифракция микроволн», 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 УКВ», Proc IEE , 116 (9), сентябрь 1969 г., стр. 1496-97, §§3.2–3.2.4.

[6] Лопес Джованели, Карлос, «Анализ упрощенных решений для многократной дифракции на острие ножа», IEEE Trans Ant Prop , 32 (3), март 1984 г., стр. 297-301.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

v т и Модели распространения радиочастот
Свободное место	Потеря пути в свободном пространстве Уравнение передачи Фрииса Напряженность дипольного поля в свободном пространстве
Местность	Это модель местности Он моделирует Модель неровной местности Лонгли – Райса (ITM) Двухлучевая модель отражения от земли
Листва	Модель Вайсбергера Ранние модели ITU Одна модель лесного терминала Модель одиночной вегетативной обструкции
Городской	Модель Окумура Даже модель СТОИМОСТЬ Модель Хата Молодая модель Шестилучевая модель Десятилучевая модель
Крытый	Модель ITU для затухания в помещении Модель потерь на трассе логарифмического расстояния
Другой	ВОАКАП ( ВЧ ) Модель Ли «площадь-площадь» (900 МГц) Модель Ли «точка-точка» (900 МГц) Модель Лонгли – Райса (20 МГц – 20 ГГц)