Communications2011. 2. 18. 23:17

Large-scale Fading - Okumura/Hata Model

 

 

 Okumura Model은 1968년 오쿠무라, 카와노, 후쿠다에 의해 제안되었다. 이들은 이동 통신 시스템 환경에서 안테나의 높이와 커버리지 영역을 계산하기 위한 경로 손실에 관한 실험을 하였다. Okumura Model은 도심지에서 신호를 예측할 때 가장 광범위하게 사용되는 모델이다. 150MHz에서 1920MHz 범위의 주파수에서, 1Km ~ 100Km의 셀 반경,30m에서 1000m의 기지국 안테나 높이에 주로 이용될 수 있다. 이 모델은 지형의 빠른 변동에 대해서 느리게 반응하기 때문에 도심지나 교외지에서의 그 예측이 정확한 반면 시골지방에서는 정확도가 떨어지는 단점이 있다.
 

PL_{OK}(d)[dB] = PL_{F} + A_{MU}(f,d)-G_{Rx}-G_{Tx}+G_{AREA}

 A_{MU}(f,d)  = Median attenuatuon.  Unit: Decibel(dB)

G_{Rx},G_{Tx} 는 수신 안테나와 송신 안테나의 이득

 G_{AREA} 는 전파 환경에 따른 이득
 

 안테나 이득은 높이에 관한 이득으로 안테나의 다른 요소들은 고려하지 않는다. 이 Okumura Model은 현재 가장 널리 사용되는 Hata 모델의 바탕이 되었다.

 

 하타는 오쿠무라의 경험적인 경로 손실 모델을 바탕으로 도심, 교외, 개방 환경에 대해 모델링 하였다. 도심 환경에 경로 손실 모델은 다음과 같다.
 

PL_{Hata},U(d)[dB]=69.55+26.16logf_c - 13.82logh_{Tx} - C_{Rx} + (44.9-6.55logh_{Tx})logd 

  f_c = 반송파 주파수,  Unit : Mhz

 d = 송신단과 수신단 사이의 거리, Unit : Km

h_{Tx} = 송신 안테나의 높이, Unit : m

C_{Rx} = 수신 안테나의 상관계수
 

작거나 중간 범위의 커버리지를 위해서,

C_{Rx} = 0.8+(1.11logf_c-0.7)h_{Rx}-1.56logf_c 
 

큰 범위의 커버리지를 위해서,

C_{Rx}=\left\{\begin{matrix} 8.29(log(1.54h_{Rx}))^2-1.1\\ 3.2(log(11.75h_{Rx}))^2-4.97 \end{matrix}\right.       if\ 150MHz \leq f_c \leq 200MHz\ if\ 200MHz \leq f_c \leq 1500MHz   
 
 

교외와 개방 환경의 경로 손실 모델은 아래와 같다.
 

PL_{Hata,SU}(d)[dB]=PL_{Hata,U}(d)-2(log\frac{f_c}{28})^2-5.4 

PL_{Hata,O}(d)[dB]=PL_{Hata,U}-4.78(logf_c)^2+18.33logf_c-40.97 


   Reference

  • 조용수,김재권,양원영, 'MIMO-OFDM 무선통신과 MATLAB', 홍릉과학출판사

     

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Posted by bayron

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