Modelos Básicos de Propagación RF para LTE
Entender los modelos de propagación RF (Radiofrecuencia) es fundamental para el diseño y optimización de redes LTE. Estos modelos predicen cómo las señales de radio se propagan desde la estación base hasta los dispositivos móviles, teniendo en cuenta diversos factores como la distancia, los obstáculos y las características del entorno. Aquí te voy a explicar los modelos más básicos y comúnmente utilizados en LTE.
Modelo de Propagación Libre
El modelo de propagación libre asume que no hay obstáculos entre el transmisor y el receptor. Es ideal para distancias cortas o áreas abiertas, como zonas rurales. Este modelo utiliza la fórmula de pérdida de trayectoria:
L = 20 log(d) + 20 log(f) + 32.44
- L: Pérdida de trayectoria en dB.
- d: Distancia entre transmisor y receptor en kilómetros.
- f: Frecuencia en MHz.
Es útil en situaciones donde la línea de vista (LoS) está clara, pero en entornos urbanos o complejos, no refleja condiciones reales.
Modelo de Hata
El modelo de Hata es una extensión del modelo Okumura y se utiliza ampliamente en entornos urbanos y suburbanos. Es más preciso porque considera obstáculos como edificios y árboles. La fórmula general es:
L = 69.55 + 26.16 log(f) – 13.82 log(h_b) – a(h_m) + [44.9 – 6.55 log(h_b)] log(d)
- L: Pérdida de trayectoria en dB.
- f: Frecuencia en MHz (150 – 1500 MHz).
- h_b: Altura de la antena de la estación base en metros.
- h_m: Altura de la antena del móvil en metros.
- a(h_m): Corrección basada en el entorno.
Este modelo es útil para predicciones en ciudades y suburbios, donde los obstáculos juegan un papel importante en la atenuación de la señal.
Modelo de Cost-Hata para LTE
Este modelo es una modificación del modelo de Hata para frecuencias más altas, especialmente diseñado para LTE. Se adapta mejor a frecuencias superiores a 1500 MHz y es utilizado para predecir la cobertura en entornos urbanos, suburbanos y rurales. Las fórmulas se ajustan a las características específicas de la red LTE.
Modelo Logarítmico
El modelo logarítmico, también conocido como modelo de pérdida en espacio abierto, asume que la pérdida de trayectoria aumenta logarítmicamente con la distancia. Su fórmula es:
L = L0 + 10n log(d/d0)
- L: Pérdida de trayectoria en dB.
- L0: Pérdida a una distancia de referencia d0.
- n: Exponente de pérdida, que depende del entorno.
- d: Distancia entre transmisor y receptor.
- d0: Distancia de referencia.
Este modelo es fácil de usar y se adapta bien a entornos genéricos donde no se necesita mucha precisión.
Comparación entre los Modelos
Para ayudarte a comprender mejor, aquí tienes una tabla que compara estos modelos:
| Modelo | Uso Principal | Características |
|---|---|---|
| Propagación Libre | Áreas abiertas, rurales | No considera obstáculos, ideal para línea de vista (LoS). |
| Hata | Urbanos y suburbanos | Considera obstáculos como edificios y árboles. |
| Cost-Hata | LTE, frecuencias altas | Adaptado para frecuencias superiores a 1500 MHz. |
| Logarítmico | Entornos genéricos | Fácil de aplicar, basado en la distancia y la pérdida logarítmica. |
En redes LTE, elegir el modelo correcto depende del entorno y las condiciones específicas. Estos modelos no solo ayudan en el diseño de cobertura, sino también en la planificación de capacidad para garantizar que los usuarios tengan una experiencia óptima.