Modelos para ciudades
• Se pueden clasificar en 3 categorias:
• Empiricos: Okumura, Hata, etc
• Semi-empirico BBC y Walfish Ikegami
• Deterministicos: Trazado de rayos
• Otra forma de clasificar es por el tipo de area:
• Rural y suburbano
• Urbano
Modelos Empiricos
• Lee
• Young
• Okumura
• Hata
• Longley - Rice
Lee
• Ajuste de predicciones por ajuste de rectas
por regresión lineal
• Medidas en una ciudad determinda
• No toma en cuenta condiciones del entorno
• Distancias mayores a 1 km
• C- depende de la f y hT y hR
L(d ) C 10n log(d )
Lee cont.
• d – distancia
• n – parámetro función de la hT y del tipo de
medio
• Sirve para entorno urbano
• C se estima con recorridos de prueba
• N se ajusta con las medidas
Young
• Se basó en medidas en N.Y.
• Presenta curvas de b en función del porcentaje de
sitios del área comprendidos
• hT- altrura transmisor, hR- altura receptor, r- distancia
b- clutter factor
2
hT hR
L50 GT GR 2 b
r
Okumura
• Basado en medidas en Tokio
• Presenta la atenuacion adicional a espacio
libre, para terreno suave y entorno urbano
• No se basa en ningún modelo físico
• Curvas para frecuencias de 150 a 1500 MHz
• Curvas para terreno rugoso y suave
• Altura de antena de RB aprox. 200 m.
Hata
• Automatizacion del modelo de Okumura
• Dedujo las ecuaciones a partir de las curvas de Okumura
por regresión simple
• f - frecuencia, hT- altura de tx (30 a 200m)
• hm- altura del receptor (1 a 10 m)
• d - distancia (1 a 20 km)
Lbu 69,55 26,16 log( f ) 13,82(hT ) a(hm ) (44,9 6,55log hT ) log d
Hata cont.
• Ciudad media- pequeña
a(hm ) (1,1log f 0, 7)hm (1,56 log f 0,8)
• Ciudad grande
a(hm ) 8, 29(log1,54hm )2 1,1 f 200MHz
a(hm ) 3, 2(log11, 75hm )2 4,97 f 200MHz
• Zona suburbana 2
f
Lbs Lbu 2 log 5, 4
28
• Zona rural
Lbs Lbu 4,78log f 18,33log f 40,94
2
Modelos semi-empíricos
• Cost 231 – Hata
• Cost 231-Walfish - Ikegami
Cost 231 – ETSI GSM 03.30
• Cost231- Hata
• Ploss = 46.3 + 33.9log(f) -13.82log (hT)
• +[44.9 - 6.55log (hT)]log(d) -a(hR) +Cm
• donde a(hR) = (1.1log(f) - 0.7)hR - 1.56log(f) -0.8
• Cm = 0dB para ciudades medias y suburbana
• Cm = 3dB para zonas densamente urbanas
• Aplicable con
• 1500MHz f 2000MHz
• 30m hT 200m
• 1m hR 10m
• 1km d 20km
Walfish-Ikegami
• The Walfish-Ikegami model (WIM) has been shown to be
a good fit to measured propagation data for frequencies in
the range of 800 to 2,000 MHz and path distances,
alternatively called cell radius, in the range of 0.02 to 5
km. Figure 1 shows the meaning of the symbols used in the
Direction of travel (plan view)
formulae.
Incident wave Mobile
Base station antenna
d
Buildings
h1 hr
w
b
h2
Street level (profile view)
Mobile station antenna
WI. cont
• Frecuencia f: 800 – 2000 MHz
• Altura de RB h1: 4 – 50 m
• Altura del móvil h2:1 – 3 m
• Distancia d: 0.02 – 5 km
• Altura de techos de edificios hr: m
• Ancho de calle w: m
• Separación de edificios b: m
• Orientación de la calle respectoa al rayo directo : º
WI cont.
L0 Lrts Lmsd , Lrts Lmsd 0
Lb
L0 , Lrts Lmsd 0
donde L0 32.45 20 log d km 20 log f MHz
dkm is the link distance or cell radius in kilometers,
• fMHz is the centre frequency in megahertz,
Lrts 16.9 10 log w 10 log f MHz 20 log(hr h2 ) Lori
roof-top-to-street diffraction and scatter loss,
• w is the width of the road in metres
• hr is the height of building roofs in metres
• h2 is the height of the mobile station above ground level in
metres
WI cont.
• Lori = orientation loss due to the road orientation with respect to the
direct radio path.
• is the road orientation with respect to the direct radio path in degrees.
10 0.354 , 0 35
Lori 2.5 0.075 35 , 35 55
4.0 0.114 55 , 55 90
• Lmsd = multiscreen diffraction loss,
Lmsd Lbsh ka kd log d km kf log f MHz 9 log b
WI cont
• Lbsh = shadowing gain (negative loss) that occurs when the
base station antenna height is higher than the rooftops
18log(1 h1 hr ), for h1 > h r
Lbsh
0, for h1 h r
• h1 is the height of the base station above ground level in
metres,
• hr is the height of building roofs in metres
• ka is a quantity that determines the dependence of the
multiscreen loss , on the cell radius or distance dkm,
54, h1 hr
ka 54 0.8 h1 hr , for d km 0.5, h1 hr
54 1.6d km h1 hr , for d km 0.5, h1 hr
WI cont
• kd is a quantity that determines the dependence of the
multiscreen loss , on the height above or below the
building roof top that the base station antenna is located,
18,
h1 hr
kd
18 15 h1 hr hr ,
h1 hr
• kf is a quantity that determines the dependence of the
multiscreen loss , on the frequency fMHz,
4 0.7 f MHz 925 1 , for medium sized cities and suburban centres
kf with moderate tree density
4 1.5 f
MHz 925 1 , for metropolitan centres
WIM LOS
• In a line of sight situation where the base station antenna is
below roof top level, there is no obstruction in the direct
path between the base station and the mobile station. The
Walfische-Ikegami models this propagation loss in dB by
the equation, LWIM LOS 42.64 26 log dkm 20 log f MHz , d km 0.02
• The WIM assumes the base station antenna height is
greater or equal to 30 m to ensure that the path has a high
degree of Fresnel zone clearance.
LWIM LOS L0 10.19 6 log d km L0 6 log 49.93d km
or
LWIM LOS 6 log d m 20 , where d m is the distance in metres
Longley-Rice
• Comenzó en 1968 como un programa para enlaces punto a punto.
• Inputs: Altura de antenas, radio efectivo de la tierra, contantes del
terreno, clima
• Inputs para describir el perfil – ver figura.
• Unica forma de calcular las pérdidas por difracción.
• http://www.softwright.com/faq/engineering/prop_longley_rice.html
L-R
• Se puede usar en: frecuencias de 40MHz a 40 GHz,
1km
• Considera la refracción atmosférica y al terreno
• Usa como modelo primario doble reflexión en el
suelo y la difracción en obstaculos
• Usa la teoría forward scatter para considerar la
dispersión troposférica (troposcatter)
• Para estimar las perdidas por difracción en campo
lejano usa el metodo de Van Der Pol-Bremmer
• Factores que le afectan: clutter cerca del receptor y
la contribución del multicamino
Modos de propagación Short term FIGURE 2
Anomalous (short-term) interference propagation mechanisms
Elevated layer
reflection/refraction
Hydrometeor scatter
Ducting
Line-of-sight with
multipath enhancements
0452-02
Trazado de rayos
• Generalmente tienen un motor de lanzamiento de rayos
• Usan UTD
• D: es el coef. De difraccion, k el numero de onda
Trazado de rayos – cont.
Saunders - Bonar
• Minimiza el tiempo de computacion, sustituyendo
varias aristas por una mas alta
• Se precisa altura y espaciado medio entre
obstaculos
• Se calculan los parametros de Vogler y se
desprecian las aristas con bm<-2,5 (-0,9)
• Hasta reducir a 5 aristas
• Se calculan determinadas atenuaciones y se llega a
una atenuacion total, realizando menos calculos.
T. Rayos cont.
• Base de datos de terreno
• Contorno de edif. y alturas
• Precision +- 2 m.
Lanzamiento de rayos