El modelo Okumura es un modelo de propagación de radio que se construyó utilizando datos recopilados en la ciudad de Tokio , Japón . El modelo es ideal para su uso en ciudades con muchas estructuras urbanas pero no muchas estructuras altas que bloqueen el paso. El modelo sirvió como base para el modelo Hata .
El modelo Okumura se diseñó en tres modalidades: para áreas urbanas, suburbanas y abiertas. El modelo para áreas urbanas se diseñó primero y se utilizó como base para los demás.
El modelo de Okumura se expresa formalmente como:
dónde,
L = Pérdida de trayectoria media . Unidad: decibel (dB)
L FSL = Pérdida en el espacio libre . Unidad: decibel (dB).
A MU = Atenuación media . Unidad: decibel (dB).
H MG = Factor de ganancia de altura de la antena de la estación móvil
H BG = Factor de ganancia de altura de la antena de la estación base
Corrección K = Ganancia del factor de corrección (como tipo de entorno, superficies de agua, obstáculos aislados, etc.)
El modelo de Okumura es uno de los modelos más utilizados para la predicción de señales en áreas urbanas. Este modelo es aplicable para frecuencias en el rango de 150 a 1920 MHz (aunque normalmente se extrapola hasta 3000 MHz) y distancias de 1 a 100 km. Puede utilizarse para alturas de antena de estación base que van desde 30 a 1000 m.
Okumura desarrolló un conjunto de curvas que dan la atenuación media relativa al espacio libre (A mu ), en un área urbana sobre un terreno casi liso con una altura de antena efectiva de la estación base (hte) de 200 m y una altura de antena móvil (hre) de 3 m. Estas curvas se desarrollaron a partir de mediciones extensas utilizando antenas omnidireccionales verticales tanto en la base como en el móvil, y se trazan como una función de la frecuencia en el rango de 100 a 1920 MHz y como una función de la distancia desde la estación base en el rango de 1 a 100 km. Para determinar la pérdida de trayectoria utilizando el modelo de Okumura, primero se determina la pérdida de trayectoria en el espacio libre entre los puntos de interés y luego se le agrega el valor de A mu (f, d) (tal como se lee en las curvas) junto con factores de corrección para tener en cuenta el tipo de terreno. El modelo se puede expresar como:
donde L50 es el valor del percentil 50 (es decir, la mediana) de la pérdida de trayectoria de propagación, LF es la pérdida de propagación en el espacio libre, A mu es la atenuación mediana relativa al espacio libre, G(hte) es el factor de ganancia de altura de la antena de la estación base, G(hre) es el factor de ganancia de altura de la antena móvil y G AREA es la ganancia debida al tipo de entorno. Tenga en cuenta que las ganancias de altura de la antena son estrictamente una función de la altura y no tienen nada que ver con los patrones de antena.
En las figuras 3,23 y 3,24 se muestran los gráficos de A mu (f, d) y G AREA para un amplio rango de frecuencias. Además, Okumura descubrió que G(h te ) varía a una tasa de 20 dB/década y G(h re ) varía a una tasa de 10 dB/década para alturas menores a 3 m.
También se pueden aplicar otras correcciones al modelo de Okumura. Algunos de los parámetros importantes relacionados con el terreno son la altura de ondulación del terreno (A/i), la altura de la cresta aislada, la pendiente media del terreno y el parámetro mixto tierra-mar. Una vez calculados los parámetros relacionados con el terreno, se pueden añadir o restar los factores de corrección necesarios según sea necesario. Todos estos factores de corrección también están disponibles como curvas de Okumura [0ku68].
En terrenos irregulares, es frecuente encontrar trayectorias que no están en la línea de visión debido a obstáculos del terreno. El modelo de Okumura incluye un factor de corrección llamado factor de "cresta aislada" para tener en cuenta los obstáculos. Sin embargo, la aplicabilidad de esta corrección es solo para obstáculos que se ajusten a esa descripción; es decir, una cresta aislada. El factor de corrección de cresta aislada no puede modelarse en terrenos más complejos. Existen varios modelos más generales [1] [2] [3] [4] [5] [6] para calcular la pérdida por difracción. Sin embargo, ninguno de ellos se puede aplicar directamente a la atenuación media básica de Okumura. Se han desarrollado métodos patentados para hacerlo; sin embargo, no se sabe que ninguno sea de dominio público.
El modelo de Okumura se basa íntegramente en datos medidos y no ofrece ninguna explicación analítica. En muchas situaciones, se pueden realizar extrapolaciones de las curvas derivadas para obtener valores fuera del rango de medición, aunque la validez de dichas extrapolaciones depende de las circunstancias y de la suavidad de la curva en cuestión.
El modelo de Okumura se considera uno de los más simples y mejores en términos de precisión en la predicción de pérdida de trayectoria para sistemas de radio móviles terrestres y celulares maduros en entornos abarrotados. Es muy práctico y se ha convertido en un estándar para la planificación de sistemas en sistemas de radio móviles terrestres modernos en Japón. La principal desventaja del modelo es su respuesta lenta a cambios rápidos en el terreno, por lo tanto, el modelo es bastante bueno en áreas urbanas y suburbanas, pero no tan bueno en áreas rurales. Las desviaciones estándar comunes entre los valores de pérdida de trayectoria previstos y medidos son de alrededor de 10 dB a 14 dB.
