本發明專利技術實施例提供一種電磁波傳播路徑的追蹤方法、裝置和系統，該方法包括：根據預先設定的有效平面選擇半徑確定發信點的有效平面；對于所述發信點發出的每一條射線，沿所述射線的方向檢測所述射線與所述有效平面之間的交點；如果所述射線與所述有效平面之間存在交點，并且所述射線經過有效交點的路徑累積反射當量不大于預先設定的最大反射當量，則確定所述射線的下一路徑方向，直到所述射線到達接收點的接收區域或者所述射線經過有效交點的路徑累積反射當量大于預先設定的最大反射當量。通過本發明專利技術實施例，降低了路徑追蹤過程中計算過程的復雜度，實現了更加高效準確的電磁傳輸路徑模擬，進而獲得了被觀測無線網絡中的電磁波傳播特性。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及通信
，尤其涉及一種電磁波傳播路徑的追蹤方法、裝置和系統。
技術介紹
在無線通信快速發展的今天，服務于人類生活以及工作的各種無線應用正在與日俱增。隨之而來的便是基于各種服務的應用對于無線通信系統的性能要求也在不斷的提高。無線通信系統根據不同的應用要求，常常被布置在各種不同的環境場景中，如建筑物林立的城市環境，又如廣闊無遮擋的郊外開闊環境，再是植被茂盛的森林環境等等。如何了解無線系統在特定環境中的傳播特征，無疑對于無線網絡信號場強的預測，無線網絡的更合理規劃，以及無線網絡性能的提升有著非常重要的意義。無線網絡的布置環境存在各種差異，環境的相對復雜程度，網絡的覆蓋規模，這些因素都決定了以實地測量來了解無線傳播特征的方式顯得不太現實，在人力，物力，測試難度等方面其投入代價就顯得過于龐大。因而建立無線傳播模型就成為一種在獲知無線網絡傳播特征過程中常用，花費較小，且更加快速的有效手段。在無線傳播建模方法中，已經有很多較為成熟的模型被廣泛使用。當前無線建模方法主要分為兩類，一類是基于數學理論的經驗性模型，一類是基于電磁波傳播理論的確定性模型。作為確定性模型，相對于經驗性模型更加精確，而且更加有助于對環境參數的預測。路徑追蹤(Ray-tracing)就是確定性模型中較常用于研究無線傳播特性的一種建模方法。路徑追蹤方法的基本思想基于幾何光學理論，其利用簡單的幾何計算可對電磁波的傳播路徑進行有效的追蹤，并可實現對各處的場強進行有效的預測。針對當前較常見的無線通信系統，如Wifi系統，Zigbee系統等，所使用的無線信號頻率一般都較高，也因此電磁波的波長相對于建筑物尺寸非常小，在利用路徑追蹤方法建模的過程中，每條電磁波通常就被假設為光學射線進行考慮，如圖1所示。路徑追蹤(Ray-tracing)方法主要包括鏡像法(Imaging)與射線發射法(Ray-launching)兩種建模方法。鏡像法(Imaging)的基本思想基于光學鏡像原理，是一種有效的確定電磁波傳播路徑的追蹤技術。該方法將所有的障礙物考慮為潛在的發射源，通過尋求發信點(或接收點)關于場景中每個障礙物平面的多級鏡像點確定出反射點的位置，最終模擬出電磁波在傳輸環境中電磁波的傳播路徑。在鏡像法中，鏡像點的深度計算決定了建模方法的準確程度，也因此對于相對復雜且較大規模的場景，求解鏡像點的過程會使得計算過程變得十分復雜且耗時。應該注意，上面對技術背景的介紹只是為了方便對本專利技術的技術方案進行清楚、完整的說明，并方便本領域技術人員的理解而闡述的。不能僅僅因為這些方案在本專利技術的
技術介紹
部分進行了闡述而認為上述技術方案為本領域技術人員所公知。
技術實現思路
本專利技術實施例提供了一種電磁波傳播路徑的追蹤方法、裝置和系統，以實現更加高效準確的電磁傳輸路徑模擬，進而獲得被觀測無線網絡中的電磁波傳播特性。根據本專利技術實施例的第一方面，提供了一種電磁波傳播路徑的追蹤方法，其中，所述方法包括：根據預先設定的有效平面選擇半徑確定發信點的有效平面；對于所述發信點發出的每一條射線，沿所述射線的方向檢測所述射線與所述有效平面之間的交點；如果所述射線與所述有效平面之間存在交點，并且所述射線經過有效交點的路徑累積反射當量不大于預先設定的最大反射當量，則確定所述射線的下一路徑方向，直到所述射線到達接收點的接收區域或者所述射線經過有效交點的路徑累積反射當量大于預先設定的最大反射當量。根據本專利技術實施例的第二方面，提供了一種電磁波傳播路徑的追蹤裝置，其中，所述裝置包括：確定單元，其根據預先設定的有效平面選擇半徑確定發信點的有效平面；檢測單元，其對所述發信點發出的每一條射線，沿所述射線的方向檢測所述射線與所述有效平面之間的交點；處理單元，其在所述射線與所述有效平面之間存在交點，并且所述射線經過有效
交點的路徑累積反射當量不大于預先設定的最大反射當量時，確定所述射線的下一路徑方向，直到所述射線到達接收點的接收區域或者所述射線經過所述有效交點的路徑累積反射當量大于預先設定的最大反射當量。根據本專利技術實施例的第三方面，提供了一種計算機系統，其中，所述計算機系統包括前述第二方面所述的電磁波傳播路徑的追蹤裝置。本專利技術的有益效果在于：通過本專利技術實施例，降低了路徑追蹤過程中計算過程的復雜度，實現了更加高效準確的電磁傳輸路徑模擬，進而獲得了被觀測無線網絡中的電磁波傳播特性。參照后文的說明和附圖，詳細公開了本專利技術的特定實施方式，指明了本專利技術的原理可以被采用的方式。應該理解，本專利技術的實施方式在范圍上并不因而受到限制。在所附權利要求的精神和條款的范圍內，本專利技術的實施方式包括許多改變、修改和等同。針對一種實施方式描述和/或示出的特征可以以相同或類似的方式在一個或更多個其它實施方式中使用，與其它實施方式中的特征相組合，或替代其它實施方式中的特征。應該強調，術語“包括/包含”在本文使用時指特征、整件、步驟或組件的存在，但并不排除一個或更多個其它特征、整件、步驟或組件的存在或附加。附圖說明所包括的附圖用來提供對本專利技術實施例的進一步的理解，其構成了說明書的一部分，用于例示本專利技術的實施方式，并與文字描述一起來闡釋本專利技術的原理。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中：圖1是光學射線傳播路徑的一個示例的示意圖；圖2是發信點均勻發射電磁波射線的二維示意圖；圖3是射線發射法的一個示例的示意圖；圖4是射線發射法的接收區域的一個示例的示意圖；圖5是射線與障礙物平面交點的一個示例的示意圖；圖6是實施例1的電磁波傳播路徑的追蹤方法的一個實施方式的流程圖；圖7是由有效平面選擇半徑決定的發信點的有效平面的一個示例的示意圖；圖8是射線的直射路徑追蹤示意圖；圖9是射線的反射路徑追蹤示意圖；圖10是路徑追蹤過程的整體流程圖；圖11是接收區域半徑的示意圖；圖12是接收區域半徑的計算原理示意圖；圖13是沒有射線穿過接收區域的示意圖；圖14是通過擴大接收區域來解決沒有射線穿過接收區域的示意圖；圖15是射線路徑旋轉示意圖；圖16是實施例2的電磁波傳播路徑的追蹤裝置的一個實施方式的組成示意圖；圖17是實施例3的計算機系統的組成示意圖。具體實施方式參照附圖，通過下面的說明書，本專利技術的前述以及其它特征將變得明顯。在說明書和附圖中，具體公開了本專利技術的特定實施方式，其表明了其中可以采用本專利技術的原則的部分實施方式，應了解的是，本專利技術不限于所描述的實施方式，相反，本專利技術包括落入所附權利要求的范圍內的全部修改、變型以及等同物。射線發射方法(Ray-launching)的基本思想是：發信點發射的電磁波被假設為在三維空間中間隔均勻的散射射線在空間中傳播，如圖2所示，發信點Tx發射出的電磁波射線(簡稱為射線或電磁波)間隔角度為θ；在接收點Rx處，通過尋找接收機附近區域的電磁波射線來確定真實到達接收點的電磁波路徑。在射線發射法(Ray-launching)中，給出了如何確定電磁波射線到達接收點的方法。如圖3所示，因為發信點Tx發出的電磁波在該方法中被假設為具有一定間隔的散射射線，所以若想找到準確到達接收點位置的電磁波射線相對比較困難。該方法規定，在接本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種電磁波傳播路徑的追蹤裝置，其中，所述裝置包括：確定單元，其根據預先設定的有效平面選擇半徑確定發信點的有效平面；檢測單元，其對所述發信點發出的每一條射線，沿所述射線的方向檢測所述射線與所述有效平面之間的交點；處理單元，其在所述射線與所述有效平面之間存在交點，并且所述射線經過有效交點的路徑累積反射當量不大于預先設定的最大反射當量時，確定所述射線的下一路徑方向，直到所述射線到達接收點的接收區域或者所述射線經過所述有效交點的路徑累積反射當量大于預先設定的最大反射當量。
【技術特征摘要】
1.一種電磁波傳播路徑的追蹤裝置，其中，所述裝置包括：確定單元，其根據預先設定的有效平面選擇半徑確定發信點的有效平面；檢測單元，其對所述發信點發出的每一條射線，沿所述射線的方向檢測所述射線與所述有效平面之間的交點；處理單元，其在所述射線與所述有效平面之間存在交點，并且所述射線經過有效交點的路徑累積反射當量不大于預先設定的最大反射當量時，確定所述射線的下一路徑方向，直到所述射線到達接收點的接收區域或者所述射線經過所述有效交點的路徑累積反射當量大于預先設定的最大反射當量。2.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述確定單元在傳播場景中的障礙物的平面與所述發信點之間的距離大于所述有效平面選擇半徑時，確定所述平面為無效平面；在所述傳播場景中的障礙物的平面與所述發信點之間的距離小于所述有效平面選擇半徑時，確定所述平面為有效平面。3.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述有效平面選擇半徑為被觀測無線網絡所支持的最大通信距離。4.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述處理單元在所述射線和所述有效平面之間不存在交點，并且所述射線到達了所述接收點的接收區域時，計算所述射線的接收信號并追蹤下一條射線；并在所述射線和所述有效平面之間不存在交點，并且所述射線沒有到達所述接收點的接收區域時，追蹤下一條射線。5.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述處理單元在所述射線到達所述接收點的接收區域時，計算所述射線的接收信號；在所述射線經過所述有效交點的路徑累積...
【專利技術屬性】
技術研發人員：奧琛，李紅春，田軍，
申請(專利權)人：富士通株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP
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