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Modelo Hata

El modelo Hata es un modelo de propagación de radio para predecir la pérdida de trayectoria de las transmisiones celulares en entornos exteriores, válido para frecuencias de 150...

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El modelo Hata es un modelo de propagación de radio para predecir la pérdida de trayectoria de las transmisiones celulares en entornos exteriores, válido para frecuencias de 150 a 1500  MHz. Es una formulación empírica basada en los datos del modelo Okumura , y por lo tanto también se le conoce comúnmente como el modelo Okumura-Hata . [ 1 ] El modelo incorpora la información gráfica del modelo Okumura y la desarrolla aún más para considerar los efectos de la difracción, la reflexión y la dispersión causadas por las estructuras urbanas. [ 2 ] Además, el modelo Hata aplica correcciones para aplicaciones en entornos suburbanos y rurales. [ 1 ] [ 2 ]

Descripción del modelo

Aunque se basa en el modelo Okumura, el modelo Hata no cubre todo el rango de frecuencias que abarca dicho modelo. El modelo Hata no supera los 1500  MHz, mientras que Okumura ofrece soporte hasta los 1920  MHz. Este modelo es adecuado tanto para comunicaciones punto a punto como para comunicaciones de difusión , y cubre alturas de antena de estación móvil de 1 a 10 m, alturas de antena de estación base de 30 a 200 m y distancias de enlace de 1 a 10  km.

entornos urbanos

El modelo Hata para entornos urbanos es la formulación básica, ya que se basó en las mediciones realizadas por Okumura en las zonas urbanizadas de Tokio. Se formula de la siguiente manera:

LU=69,55+26.16registro10⁡F−13.82registro10⁡hB−doH+[44.9−6.55registro10⁡hB]registro10⁡d{\displaystyle L_{U}\;=\;69.55\;+\;26.16\;\log _{10}f\;-\;13.82\;\log _{10}h_{B}\;-\;C_{H}\;+\;[44.9\;-\;6.55\;\log _{10}h_{B}]\;\log _{10}d}

Para ciudades pequeñas o medianas,

doH=0,8+(1.1registro10⁡F−0,7)hMETRO−1,56registro10⁡F{\displaystyle C_{H}\;=\;0.8\;+\;(\;1.1\;\log _{10}f\;-\;0.7\;)\;h_{M}\;-\;1.56\;\log _{10}f}

y para las grandes ciudades,

doH={8.29(registro10⁡(1.54hMETRO))2−1.1 , si 150≤F≤2003.2(registro10⁡(11,75hMETRO))2−4,97 , si 200<F≤1500{\displaystyle C_{H}\;={\begin{cases}\;8.29\;(\;\log _{10}({1.54h_{M}}))^{2}\;-\;1.1\;{\mbox{ , si }}150\leq f\leq 200\\\;3.2\;(\log _{10}({11.75h_{M}}))^{2}\;-\;4.97\;{\mbox{ , si }}200<f\leq 1500\end{cases}}}

dónde

LU = Pérdida de trayectoria en áreas urbanas. Unidad: decibelio (dB)
h B = Altura de la antena de la estación base. Unidad: metro (m)
h M = Altura de la antena de la estación móvil. Unidad: metro (m)
f = Frecuencia de transmisión. Unidad: Megahercios (MHz)
C H =Factor de corrección de la altura de la antena
d = Distancia entre la estación base y la estación móvil. Unidad: kilómetro (km).

Entornos suburbanos

El modelo Hata para entornos suburbanos es aplicable a las transmisiones en las afueras de las ciudades y en zonas rurales donde existen estructuras artificiales, pero no tan altas ni densas como en las ciudades. Para ser más precisos, este modelo es adecuado donde existen edificios, pero la estación móvil no presenta una variación significativa en su altura. Se formula de la siguiente manera:

LSU=LU−2(registro10⁡F28)2−5.4{\displaystyle L_{SU}\;=\;L_{U}\;-\;2{\big (}\log _{10}{\frac {f}{28}}{\big )}^{2}\;-\;5.4}

dónde

L SU = Pérdida de trayectoria en áreas suburbanas. Unidad: decibelio (dB)
L U = Pérdida de trayectoria de la versión para ciudad pequeña del modelo (arriba). Unidad: decibelio (dB)
f = Frecuencia de transmisión. Unidad: Megahercios (MHz).

Entornos abiertos

El modelo Hata para entornos rurales es aplicable a las transmisiones en áreas abiertas donde no hay obstáculos que bloqueen el enlace de transmisión. Se formula de la siguiente manera:

LO=LU−4,78(registro10⁡F)2+18.33(registro10⁡F)−40,94{\displaystyle L_{O}\;=\;L_{U}\;-\;4.78{\big (}\log _{10}{f}{\big )}^{2}\;+\;18.33{\big (}\log _{10}{f}{\big )}-\;40.94}

dónde

L O = Pérdida de trayectoria en áreas abiertas. Unidad: decibelio (dB)
L U = Pérdida de trayectoria promedio de la versión para ciudades pequeñas del modelo (arriba). Unidad: decibelio (dB)
f = Frecuencia de transmisión. Unidad: megahercios (MHz).

Modelos derivados

Existen modelos más específicos para usos especiales. Por ejemplo, el modelo COST Hata , un HataModel urbano, fue desarrollado por la Cooperación Europea en Ciencia y Tecnología . [ 3 ] A su vez, el modelo ITU-R P.1546 es una mejora del modelo COST-231.

El modelo Okumura/Hata/Davidson (OHD), publicado en el documento TSB-88 de la Asociación de la Industria de las Telecomunicaciones , [ 4 ] extiende el rango de frecuencia de Hata hasta 30  MHz, extiende la altura de la antena base hasta 2500 metros y extiende la distancia máxima hasta 300 km. Las extensiones de OHD son útiles para el diseño de sistemas de radio móvil terrestre  privados .

PCS es otra extensión del modelo Hata. El modelo Walfisch y Bertoni es aún más avanzado.

Referencias

  1. 1 2 Rappaport, Theodore S. (2002). Comunicaciones inalámbricas: Principios y práctica (Segunda  edición). Prentice Hall. págs. 153-154 . ISBN  0-13-042232-0.
  2. 1 2 Seybold, John S. (2005). Introducción a la propagación de RF . John Wiley and Sons. ISBN 0-471-65596-1.
  3. ↑ Informe final de la Acción COST 231 , Capítulo 4
  4. ↑ Sistemas de comunicaciones inalámbricas --- Rendimiento en situaciones limitadas por ruido e interferencias --- Métodos recomendados para el modelado, la simulación y la verificación independientes de la tecnología , TSB-88-B, Asociación de la Industria de las Telecomunicaciones, septiembre de 2004, §7.1

Lecturas adicionales

  • Okumura, Y.; Ohmori, E.; Kawano, T.; Fukuda, K. (septiembre-octubre de 1968). "Intensidad de campo y su variabilidad en el servicio de radio móvil terrestre VHF y UHF". Revista del Laboratorio de Comunicación Eléctrica (en japonés). 16 ( 9-10 ): 825-873 .
  • Hata, M. (agosto de 1980). "Fórmula empírica para la pérdida de propagación en servicios de radio móvil terrestre". IEEE Transactions on Vehicular Technology . VT-29 (3): 317–25 . doi : 10.1109/T-VT.1980.23859 . S2CID 40015949 .