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 microondas de 150 a 1500 MHz. Es una formulación empírica basada en los datos del modelo de Okumura , y por lo tanto también se conoce comúnmente como el modelo Okumura-Hata . ^[1] El modelo incorpora la información gráfica del modelo de Okumura y la desarrolla aún más para comprender los efectos de la difracción, la reflexión y la dispersión causados ​​​​por las estructuras de la ciudad. ^[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 cubre el modelo Okumura. El modelo Hata no va más allá de los 1500 MHz, mientras que Okumura admite hasta 1920 MHz. El modelo es adecuado tanto para comunicaciones punto a punto como de transmisión , 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 de Hata para entornos urbanos es la formulación básica, ya que se basó en las mediciones de Okumura realizadas en las áreas edificadas de Tokio. Su formulación es la siguiente:

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

Para ciudades pequeñas o medianas,

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

y para las grandes ciudades,

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

dónde

L _U = Pérdida de trayectoria en áreas urbanas. Unidad: decibel (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: Megahertz (MHz)

C _H =Factor de corrección de altura de antena

d = Distancia entre la estación base y la estación móvil. Unidad: kilómetro (km).

Entornos suburbanos

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

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

dónde

L _SU = Pérdida de trayectoria en áreas suburbanas. Unidad: decibel (dB)

L _U = Pérdida de trayectoria de la versión del modelo para ciudades pequeñas (arriba). Unidad: decibel (dB)

f = Frecuencia de transmisión. Unidad: Megahertz (MHz).

Entornos abiertos

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

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

dónde

L _O = Pérdida de trayectoria en áreas abiertas. Unidad: decibel (dB)

L _U = Pérdida de trayectoria promedio de la versión del modelo para ciudades pequeñas (arriba). Unidad: decibel (dB)

f = Frecuencia de transmisión. Unidad: megahercio (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 PCS es otra extensión del modelo Hata. El modelo de Walfisch y Bertoni es más avanzado.

Referencias

1. Rappaport, Theodore S. (2002). Comunicaciones inalámbricas: principios y práctica (segunda edición). Prentice Hall. pág. 153-154. ISBN 0-13-042232-0.
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

Lectura adicional

• 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". Review of the Electrical Communication Laboratory (en japonés). 16 (9-10): 825-73.
• Hata, M. (agosto de 1980). "Fórmula empírica para la pérdida de propagación en servicios de radio móviles terrestres". IEEE Transactions on Vehicular Technology . VT-29 (3): 317–25. doi :10.1109/T-VT.1980.23859. S2CID  40015949.