Модель Хата

Модель Хата — это модель распространения радиоволн для прогнозирования потерь на пути сотовых передач во внешних средах, действительная для микроволновых частот от 150 до 1500 МГц. Это эмпирическая формулировка, основанная на данных из модели Окумуры , и поэтому ее также часто называют моделью Окумуры–Хаты . ^[1] Модель включает графическую информацию из модели Окумуры и развивает ее дальше, чтобы реализовать эффекты дифракции, отражения и рассеяния, вызванные городскими структурами. ^[2] Кроме того, модель Хата применяет поправки для приложений в пригородных и сельских средах. ^{[1] [2]}

Описание модели

Хотя модель Hata основана на модели Okumura, она не обеспечивает покрытие всего диапазона частот, охватываемого моделью Okumura. Модель Hata не выходит за пределы 1500 МГц, в то время как Okumura обеспечивает поддержку до 1920 МГц. Модель подходит как для связи точка-точка, так и для широковещательной связи и охватывает высоту антенны мобильной станции 1–10 м, высоту антенны базовой станции 30–200 м и расстояние связи от 1 до 10 км.

Городская среда

Модель Хата для городской среды является базовой формулировкой, поскольку она основана на измерениях Окумуры, проведенных в застроенных районах Токио. Она сформулирована следующим образом:

${\displaystyle L_{U}\;=\;69.55\;+\;26.16\;\log _{10}f\;-\;13.82\;\log _{10}h_{B}\;-\;C_{H}\;+\;[44.9\;-\;6.55\;\log _{10}h_{B}]\;\log _{10}d}$

Для небольшого или среднего города,

${\displaystyle C_{H}\;=\;0.8\;+\;(\;1.1\;\log _{10}f\;-\;0.7\;)\;h_{M}\;-\;1.56\;\log _{10}f}$

и для крупных городов,

${\displaystyle C_{H}\;={\begin{cases}\;8.29\;(\;\log _{10}({1.54h_{M}}))^{2}\;-\;1.1\;{\mbox{ , if }}150\leq f\leq 200\\\;3.2\;(\log _{10}({11.75h_{M}}))^{2}\;-\;4.97\;{\mbox{ , if }}200<f\leq 1500\end{cases}}}$

где

L _U = Потери на трассе в городских районах. Единица: децибел (дБ)

h _B = Высота антенны базовой станции. Единица измерения: метр (м)

h _M = Высота антенны мобильной станции. Единица измерения: метр (м)

f = Частота передачи. Единица: Мегагерц (МГц)

C _H =поправочный коэффициент высоты антенны

d = Расстояние между базовой и мобильной станциями. Единица измерения: километр (км).

Пригородные среды

Модель Хата для пригородных сред применима к передачам только за пределами городов и в сельской местности, где есть искусственные сооружения, но не такие высокие и плотные, как в городах. Если быть точнее, эта модель подходит там, где есть здания, но мобильная станция не имеет значительного изменения высоты. Она формулируется как:

${\displaystyle L_{SU}\;=\;L_{U}\;-\;2{\big (}\log _{10}{\frac {f}{28}}{\big )}^{2}\;-\;5.4}$

где

L _SU = Потери на трассе в пригородных зонах. Единица измерения: децибел (дБ)

L _U = Потери на трассе от версии модели для небольшого города (выше). Единица измерения: децибел (дБ)

f = Частота передачи. Единица: Мегагерц (МГц).

Открытые среды

Модель Хата для сельской местности применима к передачам на открытых территориях, где нет никаких препятствий, блокирующих линию передачи. Она формулируется следующим образом:

${\displaystyle L_{O}\;=\;L_{U}\;-\;4.78{\big (}\log _{10}{f}{\big )}^{2}\;+\;18.33{\big (}\log _{10}{f}{\big )}-\;40.94}$

где

L _O = Потери на трассе на открытых участках. Единица: децибел (дБ)

L _U = Средние потери на трассе в версии модели для небольшого города (выше). Единица измерения: децибел (дБ)

f = Частота передачи. Единица: мегагерц (МГц).

Производные модели

Существуют более конкретные модели для специальных целей. Например, модель COST Hata , городская HataModel, была разработана Европейским сотрудничеством в области науки и технологий . ^[3] В свою очередь, модель ITU-R P.1546 является усовершенствованием модели COST-231.

PCS — это еще одно расширение модели Хата. Модель Вальфиша и Бертони является более продвинутой.

Ссылки

1. Раппапорт, Теодор С. (2002). Беспроводная связь: принципы и практика (второе издание). Prentice Hall. стр. 153-154. ISBN 0-13-042232-0.
2. Seybold, John S. (2005). Введение в распространение радиоволн . John Wiley and Sons. ISBN 0-471-65596-1.
3. Окончательный отчет по COST Action 231, Глава 4

Дальнейшее чтение

• Окумура, Й.; Охмори, Э.; Кавано, Т.; Фукуда, К. (сентябрь–октябрь 1968 г.). «Напряженность поля и ее изменчивость в наземной мобильной радиосвязи VHF и UHF». Обзор Лаборатории электросвязи (на японском языке). 16 (9–10): 825–73.
• Хата, М. (август 1980 г.). «Эмпирическая формула для потерь при распространении в наземных мобильных радиослужбах». Труды IEEE по транспортным технологиям . VT-29 (3): 317–25. doi :10.1109/T-VT.1980.23859. S2CID  40015949.