III Huyện Đakrông
QUY HOẠCH PHỦ SÓNG DVB-T2 QUẢNG TRỊ
3.2.1 Mô hình truyền sóng Okumura-Hata
Mô hình Okumura-Hata là một mô hình truyền sóng nổi tiếng, trong đó có thể được áp dụng cho một môi trường dạng tế bào để dự đoán mức độ suy hao tín hiệu vô tuyến trung bình trong môi trường. Khi chỉ có một thành phần truyền sóng, mô hình Okumura-Hata sử dụng bài toán suy hao trong môi trường tự do. Mô hình Okumura- Hata là một mô hình thực nghiệm, có nghĩa là nó được xây dựng dựa trên kết quả các đo trường bức xạ điện từ.
Mô hình Okumura là mô hình lan truyền tần số vô tuyến điện được sử dụng rộng rãi nhất để dự đoán hành vi truyền sóng vô tuyến trong một tế bào (trong vùng phủ sóng) tại khu vực đô thị. Điều này được dựa trên các đo lường được thực hiện bởi Y.Okumura trong 1960. Nó được áp dụng cho một phạm vi tần số từ 150MHz đến 1500MHz
Mô hình Okumura có lưu ý tới ba loại địa hình hay 3 loại môi trường: i)không gian mở - nghĩa là không gian không có cây cao hoặc tòa nhà trên tuyến truyền sóng.
ii) khu vực ngoại ô nghĩa không gian với các làng xóm, quốc lộ rải rác với cây cối và nhà ở, một số trở ngại di chuyển và iii) khu vực đô thị di động nghĩa là không gian có khu dân cư lớn với tòa nhà cao với hai hay nhiều tầng, hoặc làng lớn, nơi có tòa nhà
49 gần nhau cây khác và rất lớn (thành phố, thị xã lớn với các tòa nhà lớn và nhà ở hay tương đương các vùng có đồi núi cao).
Mô hình Okumura được sử dụng các khu vực đô thị như là một mô hình tiêu chuẩn và được đưa thêm vào các yếu tố chỉnh xác về môi trường thêm cho ứng dụng của các mô hình khác. Các công thức suy hao đường thực nghiệm đưa ra bởi Okumura, biểu diễn theo dB ở tần số sóng mang theo khoảng cách được cho.
Okumura thực hiện các phép đo thực địa tại địa phương (vùng phủ sóng) và công bố kết quả trong định dạng đồ họa. Hata áp dụng các kết quả đo vào phương trình. Mô hình hóa này có thể được áp dụng mà không yếu tố điều chỉnh cho địa hình gần như nhẵn trong một khu vực đô thị, nhưng trong trường hợp của các loại địa hình khác cần thiết yếu tố điều chỉnh. Sự yếu kém của mô hình Okumura-Hata là nó không xem xét ảnh hưởng của phản xạ và che khuất. Những tham số giới hạn cho mô hình này là:
Tần số (f): 150–1500 MHz, mở rộng tới 1500–2000 MHz Khoảng cách giữa trạm phát-thu(d): 1–20 km
Chiều cao anten trạm phát:(Hb): 3–200 m Chiều cao anten máy thu:(Hm): 1–10 m
Độ suy hao theo đường truyền dự tính theo mô hình Okumura–Hata model có thể được xác định bởi
L = A + B log10(f) −13.82 log10(Hb) − a(Hm) + [44.9−6.55*log10(Hb)] * log10(d) + Lother
Trong đó f là tần số (MHz), Hb là chiều cao anten trạm phát (m), a(Hm) chiều cao máy thu tính theo mét, d là khoảng cách giữa các trạm phát và máy thu tính theo (km) và Lother là một hệ số điều chỉnh thêm cho loại khu vực cần được chính xác thêm. Các hệ số hiệu chỉnh cho chiều cao anten thu được biểu diễn như sau cho một thành phố cỡ vừa và nhỏ
Còn đối với thành phố lớn
50 Có một số tính toán suy hao đường truyền sử dụng mô hình Okumura-Hata thực hiện với tập hai tham số và so sánh với suy hao truyền sóng trong không gian tự do. Các kết quả cho thấy hình dạng đường cong suy hao tính theo khoảng cách của hai mô hình trên là giống nhau. Trong đó có thể coi mô hình Okumura-Hata có dự phòng suy hao so với mô hình không gian tự do.
Hình 3.2 So sánh suy hao giữa mô hình Okumura-Hata và không gian tự do
Xét ví dụ tính suy hao tại máy thu hình trên khoảng cách 2 km so với trạm phát hình và với tần số của DVB-T2 là 725MHz
L = A + B log10(f) −13.82 log10(Hb) − a(Hm) + [44.9−6.55*log10(Hb)] * log10(d) + = 46.30 + 33.90 log10(725) – 13.82 log10(30) – { 3.2 [log10(11.75*1.5)]2 } +
[44.9 – 6.55log10(30)] log10(2) = 123.13 dB
Mô hình Okumura-Hata được chấp nhận cho các dải tần số 150-1500MHz và 1500-2000MHz.
Phạm vi cho chiều cao anten trạm phát hình là 30-200mét, chiều cao anten máy thu hình khoảng 1-10mét trong vùng phủ sóng, tức là khoảng cách giữa các trạm phát hình và trạm thu từ 1- 30km. Với các yếu tố điều chỉnh bổ sung (Lother) mô hình Okumura-Hata có thể được áp dụng cho tất cả các loại địa hình, có nghĩa là khu vực hình thái khác nhau.
Với khoảng cách xa hơn giữa trạm phát và trạm thu DVB-T2 (lên tới 80 km), do mặt cong của bề mặt trái đất chiều cao trạm phát cần điều chỉnh. Các yếu tố điều chỉnh cho từng khu vực được nhận như là một kết quả của mô hình điều chỉnh bao gồm cả đo đạc hiện trường trong các lĩnh vực cụ thể.
51