Okumura modell

Okumura-modellen är en radioutbredningsmodell som byggdes med hjälp av data som samlats in i staden Tokyo , Japan . Modellen är idealisk för användning i städer med många urbana strukturer men inte många höga blockerande strukturer. Modellen fungerade som bas för Hata-modellen .

Okumura -modellen byggdes in i tre lägen. De för stads-, förorts- och öppna områden. Modellen för tätorter byggdes först och användes som bas för andra.

Rapportering

Frekvens = 150–1920 MHz

Mobilstations antennhöjd: mellan 1 m och 3 m

Basstations antennhöjd: mellan 30 m och 100 m

Länkavstånd: mellan 1 km och 100 km

Matematisk formulering

Okumura-modellen uttrycks formellt som:

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

var,

L = Medianvägförlusten . Enhet: Decibel (dB)

L _FSL = Förlusten av ledigt utrymme . Enhet: decibel (dB)

A _MU = Median dämpning . Enhet: decibel (dB)

H _MG = Mobilstations antennhöjdförstärkningsfaktor . _ _

H _BG = Förstärkningsfaktor för basstationens antennhöjd .

K- _korrigering = Korrektionsfaktorförstärkning (såsom typ av miljö, vattenytor, isolerat hinder etc.)

Punkter att notera

Okumuras modell är en av de mest använda modellerna för signalförutsägelse i stadsområden. Denna modell är tillämplig för frekvenser i området 150–1920 MHz (även om den vanligtvis extrapoleras upp till 3000 MHz) och avstånd på 1–100 km. Den kan användas för basstationsantennhöjder från 30–1000 m.

Okumura utvecklade en uppsättning kurvor som ger mediandämpningen i förhållande till ledigt utrymme (A _mu ), i ett stadsområde över en nästan jämn terräng med en basstations effektiv antennhöjd (hte) på 200 m och en mobilantennhöjd (hre) av 3 m. Dessa kurvor har utvecklats från omfattande mätningar med vertikala rundstrålande antenner vid både basen och mobilen och plottas som en funktion av frekvensen i området 100–1920 MHz och som en funktion av avståndet från basstationen i området 1– 100 km. För att bestämma vägförlust med hjälp av Okumuras modell, bestäms först den lediga vägförlusten mellan de intressanta punkterna, och sedan läggs värdet på A _mu (f, d) (avläst från kurvorna) till den tillsammans med korrigeringsfaktorer för att ta hänsyn till typen av terräng. Modellen kan uttryckas som

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

där L50 är den 50:e percentilen (dvs medianvärdet) för utbredningsvägsförlusten, LF är utbredningsförlusten för fritt utrymme, A mu är mediandämpningen i _{förhållande} till ledigt utrymme, G(hte) är basstationens antennhöjdförstärkningsfaktor, G (hre) är den mobila antennens höjdförstärkningsfaktor, och G _AREA är förstärkningen på grund av typen av miljö. Observera att ökningen av antennhöjden är strikt en funktion av höjden och inte har något att göra med antennmönster.

Plots av A _mu (f, d) och G _AREA för ett brett spektrum av frekvenser visas i figur 3,23 och figur 3.24. Dessutom fann Okumura att G(hte) varierar med en hastighet av 20 dB/dekad och G(hre) varierar med en hastighet av 10 dB/dekad för höjder mindre än 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

Andra korrigeringar kan också tillämpas på Okumuras modell. Några av de viktiga terrängrelaterade parametrarna är terrängens våghöjd (A/i), isolerad åshöjd, terrängens genomsnittliga lutning och den blandade land-havsparametern. När de terrängrelaterade parametrarna väl har beräknats kan nödvändiga korrektionsfaktorer läggas till eller subtraheras efter behov. Alla dessa korrigeringsfaktorer finns också tillgängliga som Okumura-kurvor [0ku68].

I oregelbunden terräng stöter man ofta på stigar utanför sikten orsakade av terränghinder. Okumuras modell inkluderar en korrigeringsfaktor som kallas "Isolated Ridge"-faktorn för att ta hänsyn till hinder. Tillämpligheten av denna korrigering är dock endast för hinder som överensstämmer med den beskrivningen; dvs en isolerad ås. Mer komplex terräng kan inte modelleras med korrigeringsfaktorn Isolated Ridge. Det finns ett antal mer generella modeller för att beräkna diffraktionsförluster. Ingen av dessa kan dock appliceras direkt på Okumuras grundläggande medeldämpning. Proprietära metoder för att göra det har utvecklats; dock är ingen känd för att vara allmän egendom.

Okumuras modell är helt baserad på mätdata och ger ingen analytisk förklaring. För många situationer kan extrapolationer av de härledda kurvorna göras för att erhålla värden utanför mätområdet, även om giltigheten av sådana extrapolationer beror på omständigheterna och jämnheten hos den aktuella kurvan.

Okumuras modell anses vara bland de enklaste och bästa när det gäller noggrannhet i förutsägelse av vägförluster för mogna mobil- och landmobilradiosystem i röriga miljöer. Det är mycket praktiskt och har blivit en standard för systemplanering i moderna landmobila radiosystem i Japan. Den stora nackdelen med modellen är dess långsamma reaktion på snabba terrängförändringar, därför är modellen ganska bra i stads- och förortsområden, men inte lika bra på landsbygden. Vanliga standardavvikelser mellan förutsagda och uppmätta banförlustvärden är runt 10 dB till 14 dB.

Se även

• Hata modell
• Ung modell
• Yoshihisa Okumura

Vidare läsning

• Introduktion till RF-utbredning , John S. Seybold, 2005, Wiley.
• Wireless Communications: Principles and Practice , (2:a upplagan), Theodore S. Rappaport, 2002, Prentice Hall.
• The Mobile Radio Propagation Channel , 2:a upplagan, JD Parsons, 2000, Wiley.
• Radiopropagation in Cellular Networks , N. Blaunstein, 2000, Artech.

externa länkar

• VOLCANO avancerad radioutbredningsmodell inklusive både direktvägs- och flervägs ( ray-tracing) modeller