宏小區(qū)場景下基于射線跟蹤算法的快速預(yù)測研究.pdf

1、對于給定站點(diǎn)的傳播預(yù)測問題，射線跟蹤方法因其簡單而準(zhǔn)確而得到了廣泛的運(yùn)用。本文使用了基于虛擬源樹的射線跟蹤算法，該算法能準(zhǔn)確的進(jìn)行無線信道預(yù)測仿真。然而這種使用確定性模型的算法需要以精確的地理環(huán)境數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，在復(fù)雜城市環(huán)境中這意味著大量的輸入數(shù)據(jù)。對于宏小區(qū)城市環(huán)境下，直接使用完整的地圖可能會(huì)導(dǎo)致計(jì)算時(shí)間過于龐大。而其中大多數(shù)建筑物對電波傳播的影響較小，經(jīng)過這些建筑物的路徑都因?yàn)閷ψ罱K結(jié)果影響較小而被舍棄。因此需要一種能預(yù)先選擇出影響

2、較大的建筑物的算法。針對室外宏小區(qū)環(huán)境的特點(diǎn)，結(jié)合射線跟蹤模型，提出一種射線跟蹤預(yù)處理方法。
　　本文針對這一技術(shù)，首先介紹了基于虛擬源樹的射線跟蹤方法和需要計(jì)算的相關(guān)參數(shù)。宏小區(qū)下三維電波傳播預(yù)測需要使用精確的數(shù)字地圖，因此介紹了數(shù)字地圖的基本概念和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式。文中使用.mif和.mid文件保存原始輸入數(shù)據(jù)，這兩個(gè)文件分別保存建筑物的二維投影信息和高度信息。預(yù)處理技術(shù)分為三個(gè)部分，目的是選擇出對電波傳播影響較大的建筑物。A類

3、部分是那些處于以發(fā)射天線和接收天線為焦點(diǎn)的橢圓內(nèi)的建筑物；B類部分是那些分別以發(fā)射天線和接收天線為視點(diǎn)直接可見的建筑物。傳統(tǒng)的可見性算法并不適用于宏小區(qū)城市環(huán)境，因此本文使用OpenGL輔助進(jìn)行可見性判斷。C類部分是那些不屬于A類但是具有合適的朝向和大小的建筑物。在求出三類建筑物之后，根據(jù)一定規(guī)律將三類結(jié)果進(jìn)行合并，并利用Matlab畫出三維城市環(huán)境以及二維結(jié)果處理前后的對比圖。得到預(yù)處理結(jié)果之后，需要對這種算法的精度進(jìn)行驗(yàn)證。首先，將

4、預(yù)處理算法的結(jié)果作為輸入數(shù)據(jù)，分別分析預(yù)處理算法對于射線路徑、路徑損耗和均方根時(shí)延擴(kuò)展等參數(shù)的影響。其次，在預(yù)處理算法中，有兩類數(shù)據(jù)對最終結(jié)果有著較大的影響。第一種為預(yù)處理參數(shù)，主要是C類部分中設(shè)置的數(shù)據(jù)。為了闡明這些參數(shù)對于結(jié)果的影響，權(quán)衡計(jì)算時(shí)間和計(jì)算精度這兩個(gè)因素，求出了預(yù)處理算法執(zhí)行時(shí)最優(yōu)化的幾何參數(shù)設(shè)置。第二種為限制數(shù)，其取值對于計(jì)算時(shí)間的影響較大。這些參數(shù)的確定將為預(yù)處理算法在實(shí)際使用時(shí)提供良好的基礎(chǔ)。結(jié)果表明預(yù)處理算法在對