Модель Волфиша-Икегами (WIM)

Потери распространения для соответствующего типа местности показывают, что уровень сигнала заметно флуктуирует из-за изменения высоты зданий, ширины улиц, характера местности. Поэтому, определив радиус зоны покрытия БС по модели, указанной в задании, необходимо повторить расчет радиуса зоны покрытия, используя модель Волфиша-Икегами (WIM), нашедшую еще более широкое применение в области мобильных технологий. Модель WIM используется при расчете затухания в городской среде.

Модель может применяться в случаях, когда антенна базовой станции расположена как выше, так и ниже линии уровня крыш городской застройки. В совокупность эмпирических факторов, учтенных расчетной формулой входят высоты антенн базовой и подвижной станций, ширина улиц, расстояния между зданиями, высота зданий и ориентация улиц относительно направления распространения сигнала.

В модели WIM различают два случая LOS (прямая видимость) и NLOS (non-line-of-sight, т.е. в случае непрямой видимости). В случае LOS, если на прямой распространения сигнала от передатчика и приемника нет заграждений, то WIM-модель описывается уравнением

(3.13)

Потери в свободном пространстве

(3.14)

, (3.15)

где d_m – расстояние в метрах.

Параметры, также используемые в NLOS WIM:

h_b - высота антенны базовой станции(40-50 м от земли)

h_m - высота антенны абонента (1-3 м от земли)

h_B - высота зданий

– высота антенны базовой станции от уровня крыш.

b- расстояние между зданиями (20-50 м)

ω- ширина улиц (обычно b/2)

Теперь рассмотрим несколько вариантов в случае NLOS WIM.

, (3.16)

, (3.17)

. (3.18)

Как правило, городские районы застроены разновысокими зданиями. Ширина улиц и расстояние между зданиями также колеблются в широких пределах. Поэтому при расчете по модели WIM принимаем несколько условий:

1 высота одного этажа в жилом здании принимается равной 3 м;

2 в одноэтажных жилых зданиях высота неплоской крыши принимается равной 2 м;

3 расстояние между одноэтажными зданиями не менее 5 м;

4 ширина улиц, застроенных одноэтажными домами не менее 10 м;

5 расстояние между многоэтажными зданиями принимается равной 20м;

6 ширина улиц, застроенных многоэтажными зданиями принимается равной 20 м;

7 высота одного этажа в офисном учебном и т. п. помещении принимается равной 3,5 м;

8 высота одного этажа промышленного предприятия принимается равной 7,5 м.

Следовательно, необходимо знать процент застройки района, в котором размещается антенна БС, зданиями различного типа. На основании этого определяется средняя высота зданий, среднее расстояние между зданиями и средняя ширина улиц для всего района, определенного в задании.

Высоту здания, на котором будет размещена антенна БС, усреднять не рекомендуется. Зная высоту этого здания и высоту положения антенны БС в соответствии с заданием, можно определить – высоту антенны базовой станции от уровня крыш.

Полученные результаты расчета сводят в таблицу.