Окумура модель - Okumura model

Модель Окумуры это Модель распространения радиоволн который был построен с использованием данных, собранных в городе Токио, Япония. Модель идеально подходит для использования в городах с большим количеством городских построек, но с небольшим количеством высоких блокирующих построек. Модель послужила базой для Модель 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

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

Модель Окумуры формально выражается как:

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

куда,

L = The медиана потеря пути. Единица измерения: Децибел (дБ)

L_FSL = The потеря свободного места. Единица измерения: децибел (дБ)

А_MU = Медиана затухание. Единица измерения: децибел (дБ)

ЧАС_MG = Мобильная станция антенна высота прирост фактор.

ЧАС_BG = Базовая станция антенна высота прирост фактор.

K_{исправление} = Увеличение поправочного коэффициента (например, тип окружающей среды, водные поверхности, изолированное препятствие и т. Д.)

На заметку

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 затухание относительно свободного пространства (A_му), в городской зоне над квазигладкой местностью с эффективной высотой антенны базовой станции (hte) 200 м и высотой антенны мобильной станции (hre) 3 м. Эти кривые были разработаны 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 1–1. 100 км. Чтобы определить потери на пути с использованием модели Окумуры, сначала определяют потерю пути в свободном пространстве между интересующими точками, а затем значение A_му(f, d) (как видно из кривых) добавляется к нему вместе с поправочными коэффициентами для учета типа местности. Модель может быть выражена как

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

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

Участки А_му(f, d) и G_{ПЛОЩАДЬ} для широкого диапазона частот показаны на рис. 3,23 и рис. 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 мГ (hte) = 20 log (hte / 200) 1000. m> hte> 30 м

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

К модели Окумуры могут быть внесены и другие поправки. Некоторыми из важных параметров, связанных с рельефом местности, являются высота волнистости рельефа (A / i), высота изолированного гребня, средний уклон местности и смешанный параметр суша-море. После расчета параметров, связанных с рельефом, можно добавить необходимые поправочные коэффициенты или вычитается 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 гребень. 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 ни один из них не является общественным достоянием.

Модель Окумуры полностью основана на данных измерений и не дает никаких аналитических объяснений. Для многих ситуаций экстраполяция полученных кривых может быть сделана 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 прогноза 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 местности, поэтому модель достаточно 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 примерно от 10 дБ до 14 дБ.

дальнейшее чтение

• 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, J. D. Parsons, 2000, Wiley.
• Распространение радио в сотовых сетях, Н. Блаунштейн, 2000, Artech.

Смотрите также

• Модель Хата для городских территорий
• Модель Хата для дачных участков
• Модель Хата для открытых территорий
• Молодая модель

Рекомендации

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 V.H.F. сети мобильной радиосвязи », 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.

внешняя ссылка

• Улучшенная модель распространения радиоволн VOLCANO включая как прямой, так и многопутевой (трассировка лучей ) модели