Модель Хата

Уточненная модель распространения радиоволн должна быть функцией различных параметров, необходимых для описания условий распространения. Рассмотрим модель Хата, чтобы пояснить более сложную модель потерь распространения, которые зависят от таких параметров, как частота, высоты антенн передатчика и приемника и плотность застройки. Модель Хата основана на обширных эмпирических измерениях в городских условиях. В логарифмической форме, обобщенная модель может быть записана как

L_p = -K₁-K₂ log(f)+13.82 log(h_b)+a(h_m)-[44.9-6.55 log(h_b)] log(d)-K₀ (2.5)

где

f - несущая частота (в мегагерц),

h_b - высота антенны (в метрах) передатчика,

h_m - высота антенны приемника (в метрах),

d - расстояние (в километрах) между базовой станцией и подвижным пользователем.

Для этих параметров, имеются только некоторые пределы, в которых модель справедлива; h_b должна быть между 30 м и 200 м, h_m должна быть между 1 м и 10 м, и d должно быть между 1 км и 20 км. Коэффициенты a(h_m) и K₀ используются при распространении радиоволн в «городском» или «плотном городском» окружении. В частности:

­ a(h_m) = [1.1 log(f)-0.7]h_m-[1.56 log(f)-0.8] - для города;

­ a(h_m) = 3.2[log(11.75h_m)]2 – 4.97 - для города с плотной застройкой;

­ K₀ = 0 - для города;

­ K₀ = 3 dB - для города с плотной застройкой.

Коэффициенты K₁ и K₂ используются, чтобы учесть частотные диапазоны:

­ K₁= 69.55 для частотного диапазона 150 МГц £ f £ 1000 МГц;

­ K₁= 46.3 для частотного диапазона 1500 МГц £ f £ 2000 МГц;

­ K₂= 26.16 для частотного диапазона 150 МГц £ f £ 1000 МГц;

­ K₂= 33.9 для частотного диапазона 1500 МГц £ f £ 2000 МГц.

На рис. 2.1 представлен график потерь на трассе в зависимости от расстояния между антеннами базовой и мобильной станций для трех различных моделей распространения: свободное пространство, Ли, и Хата; при этом - высота антенны 30 м и несущая частота 881.5 МГц, соответственно; для модели Хата используется высота антенны приемника 1.5 м и городская застройка.

Рисунок 2.1 - Зависимость потерь на трассе от расстояния для моделей распространения: свободное пространство, Ли, и Хата

На рис. 2.2 представлены графики зависимости затухания в канале связи от расстояния в рамках различных моделей для нескольких типов местности.

Рисунок 2.2 - Зависимость затухания в канале связи от расстояния: (1) – свободное пространство, (2) – двухлучевая модель, (3), (4), (5) – модель Хата (соответственно городская зона, пригородная зона, сельская местность)