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電磁波傳播路徑的追蹤方法、裝置和系統(tǒng)與流程

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電磁波傳播路徑的追蹤方法、裝置和系統(tǒng)與流程
本發(fā)明涉及通信
技術(shù)領(lǐng)域
,尤其涉及一種電磁波傳播路徑的追蹤方法、裝置和系統(tǒng)。
背景技術(shù)
:在無(wú)線通信快速發(fā)展的今天,服務(wù)于人類生活以及工作的各種無(wú)線應(yīng)用正在與日俱增。隨之而來(lái)的便是基于各種服務(wù)的應(yīng)用對(duì)于無(wú)線通信系統(tǒng)的性能要求也在不斷的提高。無(wú)線通信系統(tǒng)根據(jù)不同的應(yīng)用要求,常常被布置在各種不同的環(huán)境場(chǎng)景中,如建筑物林立的城市環(huán)境,又如廣闊無(wú)遮擋的郊外開闊環(huán)境,再是植被茂盛的森林環(huán)境等等。如何了解無(wú)線系統(tǒng)在特定環(huán)境中的傳播特征,無(wú)疑對(duì)于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)的預(yù)測(cè),無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的更合理規(guī)劃,以及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)性能的提升有著非常重要的意義。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的布置環(huán)境存在各種差異,環(huán)境的相對(duì)復(fù)雜程度,網(wǎng)絡(luò)的覆蓋規(guī)模,這些因素都決定了以實(shí)地測(cè)量來(lái)了解無(wú)線傳播特征的方式顯得不太現(xiàn)實(shí),在人力,物力,測(cè)試難度等方面其投入代價(jià)就顯得過(guò)于龐大。因而建立無(wú)線傳播模型就成為一種在獲知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳播特征過(guò)程中常用,花費(fèi)較小,且更加快速的有效手段。在無(wú)線傳播建模方法中,已經(jīng)有很多較為成熟的模型被廣泛使用。當(dāng)前無(wú)線建模方法主要分為兩類,一類是基于數(shù)學(xué)理論的經(jīng)驗(yàn)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(duì)于經(jīng)驗(yàn)性模型更加精確,而且更加有助于對(duì)環(huán)境參數(shù)的預(yù)測(cè)。路徑追蹤(Ray-tracing)就是確定性模型中較常用于研究無(wú)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(xué)理論,其利用簡(jiǎn)單的幾何計(jì)算可對(duì)電磁波的傳播路徑進(jìn)行有效的追蹤,并可實(shí)現(xiàn)對(duì)各處的場(chǎng)強(qiáng)進(jìn)行有效的預(yù)測(cè)。針對(duì)當(dāng)前較常見(jiàn)的無(wú)線通信系統(tǒng),如Wifi系統(tǒng),Zigbee系統(tǒng)等,所使用的無(wú)線信號(hào)頻率一般都較高,也因此電磁波的波長(zhǎng)相對(duì)于建筑物尺寸非常小,在利用路徑追蹤方法建模的過(guò)程中,每條電磁波通常就被假設(shè)為光學(xué)射線進(jìn)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(fā)射法(Ray-launching)兩種建模方法。鏡像法(Imaging)的基本思想基于光學(xué)鏡像原理,是一種有效的確定電磁波傳播路徑的追蹤技術(shù)。該方法將所有的障礙物考慮為潛在的發(fā)射源,通過(guò)尋求發(fā)信點(diǎn)(或接收點(diǎn))關(guān)于場(chǎng)景中每個(gè)障礙物平面的多級(jí)鏡像點(diǎn)確定出反射點(diǎn)的位置,最終模擬出電磁波在傳輸環(huán)境中電磁波的傳播路徑。在鏡像法中,鏡像點(diǎn)的深度計(jì)算決定了建模方法的準(zhǔn)確程度,也因此對(duì)于相對(duì)復(fù)雜且較大規(guī)模的場(chǎng)景,求解鏡像點(diǎn)的過(guò)程會(huì)使得計(jì)算過(guò)程變得十分復(fù)雜且耗時(shí)。應(yīng)該注意,上面對(duì)技術(shù)背景的介紹只是為了方便對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的說(shuō)明,并方便本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解而闡述的。不能僅僅因?yàn)檫@些方案在本發(fā)明的
背景技術(shù)
部分進(jìn)行了闡述而認(rèn)為上述技術(shù)方案為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電磁波傳播路徑的追蹤方法、裝置和系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)更加高效準(zhǔn)確的電磁傳輸路徑模擬,進(jìn)而獲得被觀測(cè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的電磁波傳播特性。根據(jù)本發(fā)明實(shí)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(jù)預(yù)先設(shè)定的有效平面選擇半徑確定發(fā)信點(diǎn)的有效平面;對(duì)于所述發(fā)信點(diǎn)發(fā)出的每一條射線,沿所述射線的方向檢測(cè)所述射線與所述有效平面之間的交點(diǎn);如果所述射線與所述有效平面之間存在交點(diǎn),并且所述射線經(jīng)過(guò)有效交點(diǎn)的路徑累積反射當(dāng)量不大于預(yù)先設(shè)定的最大反射當(dāng)量,則確定所述射線的下一路徑方向,直到所述射線到達(dá)接收點(diǎn)的接收區(qū)域或者所述射線經(jīng)過(guò)有效交點(diǎn)的路徑累積反射當(dāng)量大于預(yù)先設(shè)定的最大反射當(dāng)量。根據(jù)本發(fā)明實(shí)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(jù)預(yù)先設(shè)定的有效平面選擇半徑確定發(fā)信點(diǎn)的有效平面;檢測(cè)單元,其對(duì)所述發(fā)信點(diǎn)發(fā)出的每一條射線,沿所述射線的方向檢測(cè)所述射線與所述有效平面之間的交點(diǎn);處理單元,其在所述射線與所述有效平面之間存在交點(diǎn),并且所述射線經(jīng)過(guò)有效 交點(diǎn)的路徑累積反射當(dāng)量不大于預(yù)先設(shè)定的最大反射當(dāng)量時(shí),確定所述射線的下一路徑方向,直到所述射線到達(dá)接收點(diǎn)的接收區(qū)域或者所述射線經(jīng)過(guò)所述有效交點(diǎn)的路徑累積反射當(dāng)量大于預(yù)先設(shè)定的最大反射當(dāng)量。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第三方面,提供了一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng),其中,所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括前述第二方面所述的電磁波傳播路徑的追蹤裝置。本發(fā)明的有益效果在于:通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例,降低了路徑追蹤過(guò)程中計(jì)算過(guò)程的復(fù)雜度,實(shí)現(xiàn)了更加高效準(zhǔn)確的電磁傳輸路徑模擬,進(jìn)而獲得了被觀測(cè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的電磁波傳播特性。參照后文的說(shuō)明和附圖,詳細(xì)公開了本發(fā)明的特定實(shí)施方式,指明了本發(fā)明的原理可以被采用的方式。應(yīng)該理解,本發(fā)明的實(shí)施方式在范圍上并不因而受到限制。在所附權(quán)利要求的精神和條款的范圍內(nèi),本發(fā)明的實(shí)施方式包括許多改變、修改和等同。針對(duì)一種實(shí)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(gè)或更多個(gè)其它實(shí)施方式中使用,與其它實(shí)施方式中的特征相組合,或替代其它實(shí)施方式中的特征。應(yīng)該強(qiáng)調(diào),術(shù)語(yǔ)“包括/包含”在本文使用時(shí)指特征、整件、步驟或組件的存在,但并不排除一個(gè)或更多個(gè)其它特征、整件、步驟或組件的存在或附加。附圖說(shuō)明所包括的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)一步的理解,其構(gòu)成了說(shuō)明書的一部分,用于例示本發(fā)明的實(shí)施方式,并與文字描述一起來(lái)闡釋本發(fā)明的原理。顯而易見(jiàn)地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中:圖1是光學(xué)射線傳播路徑的一個(gè)示例的示意圖;圖2是發(fā)信點(diǎn)均勻發(fā)射電磁波射線的二維示意圖;圖3是射線發(fā)射法的一個(gè)示例的示意圖;圖4是射線發(fā)射法的接收區(qū)域的一個(gè)示例的示意圖;圖5是射線與障礙物平面交點(diǎn)的一個(gè)示例的示意圖;圖6是實(shí)施例1的電磁波傳播路徑的追蹤方法的一個(gè)實(shí)施方式的流程圖;圖7是由有效平面選擇半徑?jīng)Q定的發(fā)信點(diǎn)的有效平面的一個(gè)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(guò)程的整體流程圖;圖11是接收區(qū)域半徑的示意圖;圖12是接收區(qū)域半徑的計(jì)算原理示意圖;圖13是沒(méi)有射線穿過(guò)接收區(qū)域的示意圖;圖14是通過(guò)擴(kuò)大接收區(qū)域來(lái)解決沒(méi)有射線穿過(guò)接收區(qū)域的示意圖;圖15是射線路徑旋轉(zhuǎn)示意圖;圖16是實(shí)施例2的電磁波傳播路徑的追蹤裝置的一個(gè)實(shí)施方式的組成示意圖;圖17是實(shí)施例3的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成示意圖。具體實(shí)施方式參照附圖,通過(guò)下面的說(shuō)明書,本發(fā)明的前述以及其它特征將變得明顯。在說(shuō)明書和附圖中,具體公開了本發(fā)明的特定實(shí)施方式,其表明了其中可以采用本發(fā)明的原則的部分實(shí)施方式,應(yīng)了解的是,本發(fā)明不限于所描述的實(shí)施方式,相反,本發(fā)明包括落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的全部修改、變型以及等同物。射線發(fā)射方法(Ray-launching)的基本思想是:發(fā)信點(diǎn)發(fā)射的電磁波被假設(shè)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(fā)信點(diǎn)Tx發(fā)射出的電磁波射線(簡(jiǎn)稱為射線或電磁波)間隔角度為θ;在接收點(diǎn)Rx處,通過(guò)尋找接收機(jī)附近區(qū)域的電磁波射線來(lái)確定真實(shí)到達(dá)接收點(diǎn)的電磁波路徑。在射線發(fā)射法(Ray-launching)中,給出了如何確定電磁波射線到達(dá)接收點(diǎn)的方法。如圖3所示,因?yàn)榘l(fā)信點(diǎn)Tx發(fā)出的電磁波在該方法中被假設(shè)為具有一定間隔的散射射線,所以若想找到準(zhǔn)確到達(dá)接收點(diǎn)位置的電磁波射線相對(duì)比較困難。該方法規(guī)定,在接收點(diǎn)Rx周圍劃定一個(gè)合理大小的接收區(qū)域,將該區(qū)域看作接收點(diǎn)對(duì)電磁波射線的可接收區(qū)域,假如有某條電磁波射線穿過(guò)該劃定區(qū)域,就認(rèn)為該條電磁波射線所代表的信號(hào)被接收點(diǎn)所接收。否則,就認(rèn)為該條電磁波射線代表的信號(hào)未被接收點(diǎn)接收。由此可以看出,如何設(shè)定一個(gè)合理大小的接收區(qū)域就成為了該方法面臨的首要問(wèn)題。如圖4所示,假如接收區(qū)域設(shè)計(jì)過(guò)小,有可能存在場(chǎng)景中部分本應(yīng)該被接收點(diǎn) 接收到的電磁波未穿過(guò)該接收區(qū)域的情況,造成接收信號(hào)遺漏,從而在計(jì)算接收信號(hào)時(shí)導(dǎo)致誤差。假如接收區(qū)域設(shè)計(jì)過(guò)大,又會(huì)增多穿過(guò)接收區(qū)域的電磁波射線數(shù)量,從而造成接收點(diǎn)對(duì)于相同路徑射線進(jìn)行多次重復(fù)計(jì)算的問(wèn)題,進(jìn)而導(dǎo)致誤差的產(chǎn)生。另一方面,在射線發(fā)射方法中,發(fā)信點(diǎn)發(fā)出電磁波射線,跟蹤每一條射線,看其是否碰到障礙物或者穿過(guò)接收點(diǎn)周圍的接收區(qū)域。如果該射線穿過(guò)接收點(diǎn)的接收區(qū)域,則計(jì)算該條射線對(duì)接收點(diǎn)接收信號(hào)的貢獻(xiàn)。如果該條射線在途中遇到障礙物,會(huì)根據(jù)入射幾何特性等條件確定該條射線的路徑類型(如反射類型,繞射類型等),進(jìn)而確定射線的下一路徑方向,繼續(xù)對(duì)其進(jìn)行追蹤。在每一條射線的路徑跟蹤過(guò)程中,射線必然會(huì)遇到許多不同的障礙物,有些會(huì)發(fā)生繞射,有些會(huì)透過(guò)這些障礙物,有些投射到這些障礙物的表面會(huì)形成反射。因此,在射線路徑的確定過(guò)程中,就需要根據(jù)幾何方法對(duì)發(fā)射射線與各建模平面的交點(diǎn)進(jìn)行求解運(yùn)算,如圖5所示。在確定射線路徑的過(guò)程中,求交點(diǎn)運(yùn)算是一個(gè)較復(fù)雜的過(guò)程,也是較為耗時(shí)的一個(gè)過(guò)程,在求交點(diǎn)運(yùn)算中會(huì)涉及到如利用幾何信息判斷射線是否與某平面相交的過(guò)程,求解得到交點(diǎn)的幾何位置過(guò)程,判斷某些已求得的交點(diǎn)是否真實(shí)存在的過(guò)程,以及利用求出的交點(diǎn)信息判斷射線路徑的下一個(gè)傳播方向的過(guò)程。對(duì)于復(fù)雜且規(guī)模較大的場(chǎng)景,就需要對(duì)各條射線與每個(gè)平面進(jìn)行關(guān)于交點(diǎn)的求解運(yùn)算,相應(yīng)的計(jì)算復(fù)雜度以及消耗時(shí)長(zhǎng)都會(huì)大幅提升。通過(guò)以上說(shuō)明可以看出,在射線發(fā)射方法中,如何合理的規(guī)劃接收點(diǎn)的接收區(qū)域大小是首先需要考慮的問(wèn)題。其次,在利用射線發(fā)射法確定電磁波傳播路徑的過(guò)程中,每一條發(fā)射射線均需要被考慮,且每條射線在傳播過(guò)程中會(huì)與哪個(gè)平面相交,相交的交點(diǎn)在什么位置也需要被考慮,特別是在復(fù)雜的場(chǎng)景環(huán)境中,求解射線與平面交點(diǎn)、判斷反射點(diǎn)等過(guò)程將會(huì)是一個(gè)運(yùn)算量較大,耗時(shí)較長(zhǎng)的復(fù)雜過(guò)程。第三,作為射線發(fā)射法的固有問(wèn)題:在規(guī)劃好接收點(diǎn)的接收區(qū)域大小之后,如何防止對(duì)相同信號(hào)的重復(fù)計(jì)算,依然需要在使用該方法時(shí)加以考慮進(jìn)行避免?;谝陨洗嬖谟谏渚€發(fā)射方法中的諸多問(wèn)題,本發(fā)明實(shí)施例提出了一種基于射線發(fā)射方法的擁有較低運(yùn)算復(fù)雜度且準(zhǔn)確度較高的電磁波傳播路徑的追蹤方法。該方法以幾何光學(xué)理論為依據(jù),所以所有場(chǎng)景的建立以及分析最終均適用于三維坐標(biāo)環(huán)境。在三維坐標(biāo)中,首先按照所獲取的詳細(xì)場(chǎng)景信息,劃定被觀測(cè)場(chǎng)景區(qū)域,確定場(chǎng) 景中各物體在三維空間中的位置,將場(chǎng)景中的物體按照對(duì)應(yīng)坐標(biāo)布置到劃定的區(qū)域內(nèi)。待位置確定,將場(chǎng)景中存在的各物體(障礙物)依次建模為具有相應(yīng)厚度,高度,電參數(shù)(介電常數(shù),導(dǎo)電率等)等材質(zhì)特性的平面或者多面體(曲面物體可近似為由多個(gè)細(xì)小平面連接而成的多面體)。無(wú)線信號(hào)的傳播場(chǎng)景建模完成,按照需求(數(shù)量,擺放位置等),在三維坐標(biāo)環(huán)境中對(duì)發(fā)信點(diǎn)Tx與接收點(diǎn)Rx進(jìn)行準(zhǔn)確位置的擺放,并設(shè)置無(wú)線收發(fā)節(jié)點(diǎn)參數(shù),如發(fā)射功率、收發(fā)天線類型(全向天線,定向天線等)、天線高度、天線屬性等。到此,被觀測(cè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的場(chǎng)景建模即完成。本發(fā)明實(shí)施例即在以上場(chǎng)景中實(shí)施,下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。實(shí)施例1本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電磁波傳播路徑的追蹤方法,該方法應(yīng)用于無(wú)線信號(hào)的傳播場(chǎng)景,該傳播場(chǎng)景的建立過(guò)程如前所述。圖6是該方法的流程圖,請(qǐng)參照?qǐng)D6,該方法包括:步驟601:根據(jù)預(yù)先設(shè)定的有效平面選擇半徑確定發(fā)信點(diǎn)的有效平面;步驟602:對(duì)于所述發(fā)信點(diǎn)發(fā)出的每一條射線,沿所述射線的方向檢測(cè)所述射線與所述有效平面之間的交點(diǎn);步驟603:如果所述射線與所述有效平面之間存在交點(diǎn),并且所述射線經(jīng)過(guò)有效交點(diǎn)的路徑累積反射當(dāng)量不大于預(yù)先設(shè)定的最大反射當(dāng)量,則確定所述射線的下一路徑方向,直到所述射線到達(dá)接收點(diǎn)的接收區(qū)域或者所述射線經(jīng)過(guò)有效交點(diǎn)的路徑累積反射當(dāng)量大于預(yù)先設(shè)定的最大反射當(dāng)量,由此得到所述射線的傳播路徑,進(jìn)而得到所述發(fā)信點(diǎn)的電磁波傳播路徑。在本實(shí)施例中,在前述的場(chǎng)景配置工作完成之后,首先對(duì)已配置完成的場(chǎng)景執(zhí)行一個(gè)區(qū)域劃分操作,以期能夠事先在一定程度上降低被觀測(cè)場(chǎng)景的復(fù)雜程度,進(jìn)而降低在后續(xù)的電磁波路徑追蹤過(guò)程中的相關(guān)計(jì)算復(fù)雜度。在本實(shí)施例中,將場(chǎng)景中的所有物體都簡(jiǎn)化為由若干平面圍成的多面體結(jié)構(gòu),并且在場(chǎng)景中劃定出一個(gè)有效區(qū)域,如果某障礙物平面位于該有效區(qū)域內(nèi),則稱該障礙物平面為有效平面,在之后的電磁波路徑追蹤過(guò)程中,該有效平面將被視為有可能對(duì)電磁波射線產(chǎn)生反射作用的平面;如果某障礙物平面位于該有效區(qū)域之外,則稱該障礙物平面為無(wú)效平面,在之后的電磁波路徑追蹤過(guò)程中,該類平面將不會(huì)對(duì)電磁波射 線產(chǎn)生任何作用,求交點(diǎn)等相關(guān)運(yùn)算將不會(huì)把位于有效區(qū)域以外的無(wú)效平面考慮在內(nèi)。在本實(shí)施例中,上述有效區(qū)域由預(yù)先設(shè)定的有效平面選擇半徑L來(lái)確定,其可以是以發(fā)信點(diǎn)Tx為參考點(diǎn)(圓心),覆蓋半徑為該有效平面選擇半徑L的圓形區(qū)域。如果在已布置場(chǎng)景中,某些障礙物平面距離參考點(diǎn)Tx的距離大于該有效平面選擇半徑L,即該類障礙物平面位于以L為半徑的圓形覆蓋區(qū)域之外,該類平面在之后的求交點(diǎn)的計(jì)算過(guò)程中將不予考慮,視其為無(wú)效平面;相反,如果某障礙物的平面位于該有效平面選擇半徑L所覆蓋區(qū)域內(nèi),就將該平面視為有效平面。因此,通過(guò)該預(yù)先設(shè)定的有效平面選擇半徑可以確定發(fā)信點(diǎn)的有效平面。其中,被選定為有效平面意味著電磁波在傳播過(guò)程中遇到該平面有可能會(huì)發(fā)生反射等效果,且電磁波路徑可能會(huì)對(duì)接收點(diǎn)的接收信號(hào)有所貢獻(xiàn),需考慮關(guān)于該平面的交點(diǎn)計(jì)算。如圖7所示,按照需求建模完成一個(gè)較大規(guī)模的復(fù)雜場(chǎng)景,其中以發(fā)信點(diǎn)Tx為參考點(diǎn),計(jì)算場(chǎng)景中各個(gè)障礙物的各個(gè)平面與參考點(diǎn)Tx間的距離t,使之與規(guī)定的有效區(qū)域半徑L進(jìn)行比較,進(jìn)而確定發(fā)信點(diǎn)的有效平面。如圖7所示,圓形區(qū)域?yàn)橐訲x為圓心并以L為半徑所構(gòu)成的有效區(qū)域,假如平面n與參考點(diǎn)Tx之間的距離t大于L,由于該平面a位于有效區(qū)域之外,可認(rèn)為經(jīng)過(guò)該平面a的電磁波反射路徑不存在或反射路徑對(duì)接收點(diǎn)接收信號(hào)貢獻(xiàn)微弱,視該平面a為無(wú)效平面,將該平面a在之后的求交點(diǎn)計(jì)算中列入不考慮范圍。在本實(shí)施例中,對(duì)于該有效區(qū)域的半徑L,可根據(jù)不同的計(jì)算精度需求對(duì)其進(jìn)行規(guī)定,如若精度需求較高,在計(jì)算的過(guò)程中需要考慮更多障礙物對(duì)電磁波傳播帶來(lái)的影響,該閾值(有效平面選擇半徑L)可設(shè)置一個(gè)相對(duì)較大的數(shù)值。例如,該閾值可以設(shè)定為當(dāng)前被觀測(cè)無(wú)線通信系統(tǒng)所支持的最大通信距離(communicationrange),如果某個(gè)平面,其與參考點(diǎn)Tx的距離大于系統(tǒng)支持的通信距離,則可視該平面為無(wú)效平面,原因在于:如果某個(gè)平面距離發(fā)信點(diǎn)的距離大于該發(fā)信點(diǎn)發(fā)射的電磁波信號(hào)所能傳播的最遠(yuǎn)距離(即通信距離),那么可認(rèn)為該平面不會(huì)對(duì)電磁波產(chǎn)生反射作用,或該反射信號(hào)非常微弱,不會(huì)對(duì)接收點(diǎn)的接收性能產(chǎn)生較大影響。因此,該類平面可被視為無(wú)效平面。在本實(shí)施例中,對(duì)于上述無(wú)線信號(hào)的傳播場(chǎng)景中布置的障礙物,可以預(yù)先維護(hù)一個(gè)關(guān)于所有障礙物的信息列表,如表1所示,該障礙物信息表可以包括:障礙物ID 條目(ObjectID);障礙物實(shí)體名稱條目(Objectname);障礙物包含平面數(shù)目條目(Planeamount);障礙物包含平面ID條目(PlaneIDsinObject)。表1:障礙物信息表障礙物ID障礙物實(shí)體名稱障礙物包含平面數(shù)目障礙物包含平面ID其中,障礙物ID條目指示某個(gè)障礙物在場(chǎng)景中的唯一標(biāo)識(shí);障礙物實(shí)體名稱條目指示障礙物在實(shí)際環(huán)境中的對(duì)應(yīng)名稱(如building、wall、mountain等);障礙物包含平面數(shù)目條目指示構(gòu)成當(dāng)前障礙物的平面數(shù)目;每個(gè)構(gòu)成障礙物的平面在場(chǎng)景中都有一個(gè)唯一標(biāo)識(shí)符,障礙物包含平面ID條目指示構(gòu)成當(dāng)前障礙物的所有平面的唯一標(biāo)識(shí)符。另外,在本實(shí)施例中,還可以針對(duì)上述無(wú)線信號(hào)的傳播場(chǎng)景,為每一個(gè)障礙物平面維護(hù)一張對(duì)應(yīng)的平面信息列表,如表2所示。該平面信息列表主要可以包括:平面ID條目(PlaneID),所屬障礙物ID(ObjectID),平面頂點(diǎn)坐標(biāo)條目(Coordinateofvertex),平面與發(fā)信點(diǎn)間距離條目(DistancewithTx),有效平面標(biāo)志條目(Effectiveplaneflag),電參數(shù)條目(Electricalparameters)等。表2:障礙物平面信息表平面IDA所屬障礙物IDO1平面頂點(diǎn)1坐標(biāo)(XA1,YA1,ZA1)平面頂點(diǎn)2坐標(biāo)(XA2,YA2,ZA2)::與發(fā)信點(diǎn)間距離dA有效反射平面標(biāo)志1or0電參數(shù)(介電常數(shù),導(dǎo)電率)(εrA,σA)其中,平面ID條目指示當(dāng)前對(duì)應(yīng)平面的唯一識(shí)別符;所屬障礙物ID條目指示當(dāng)前平面所屬的障礙物在場(chǎng)景中的唯一標(biāo)識(shí)符;平面與發(fā)信點(diǎn)間距離條目指示當(dāng)前平面與發(fā)信點(diǎn)Tx間距離,該條目被用來(lái)與設(shè)定的有效平面選擇半徑L進(jìn)行比較,進(jìn)而判斷當(dāng)前平面是否為有效平面。假如該條目所指示的距離小于閾值L,可判斷當(dāng)前平面為有效平面,進(jìn)而在該列表的有效反射平面標(biāo)志條目用1進(jìn)行指示。假如該條目所指示的距離大于閾值L,可判斷當(dāng)前平面為無(wú)效平面,進(jìn)而將有效反射平面標(biāo)志條目修 改為0進(jìn)行指示。如表2所示,該示例給出了關(guān)于平面A的幾何位置信息以及電參數(shù)信息。在電參數(shù)信息中,包含當(dāng)前平面所使用材質(zhì)的介電常數(shù)以及導(dǎo)電率兩個(gè)物理特性。在一些既存的路徑追蹤方法中,與電參數(shù)相關(guān)的材質(zhì)物理特性參數(shù)是針對(duì)整個(gè)障礙物進(jìn)行配置的,也即僅能對(duì)不同平面構(gòu)成的障礙物整體進(jìn)行物理特性值操作。但是在實(shí)際當(dāng)中,同一個(gè)障礙物會(huì)由不同材質(zhì)構(gòu)成的不同平面組成,電磁波信號(hào)碰到不同材質(zhì)的平面所產(chǎn)生的傳播特性也不同,假如將整個(gè)障礙物的物理特性值進(jìn)行整體配置,當(dāng)電磁波信號(hào)遇到同一障礙物的不同平面時(shí),就不能體現(xiàn)出不同材質(zhì)表面對(duì)電磁波產(chǎn)生的不同影響,最終就不能更精確的模擬出電磁波在真實(shí)環(huán)境中的傳輸特性。因此在本實(shí)施例的方法中,單獨(dú)設(shè)置了關(guān)于各平面的相關(guān)信息表,從而實(shí)現(xiàn)了可針對(duì)單一平面進(jìn)行物理特性值配置的功能,進(jìn)一步提升了路徑追蹤的準(zhǔn)確度。在本實(shí)施例中,通過(guò)步驟601確定了發(fā)信點(diǎn)的有效平面,對(duì)一些不必要進(jìn)行考慮的反射面進(jìn)行了過(guò)濾,大幅減少了求交點(diǎn)計(jì)算過(guò)程,以及后續(xù)關(guān)于確定反射路徑的計(jì)算過(guò)程。在本實(shí)施例中,確定了發(fā)信點(diǎn)的有效平面,即可進(jìn)入電磁波射線的路徑追蹤過(guò)程。在路徑追蹤過(guò)程中,對(duì)于發(fā)信點(diǎn)發(fā)出的每一條射線,可以沿該射線的直射方向檢測(cè)該射線與上述有效平面之間的交點(diǎn)。其中,在電磁波的實(shí)際傳輸過(guò)程中,首先沿該射線的直射方向,依次尋找在該射線直射方向上電磁波會(huì)穿過(guò)的位于有效區(qū)域范圍內(nèi)的障礙物,并計(jì)算該射線與直射路徑上的障礙物平面的交點(diǎn)。如圖8所示,射線i穿過(guò)三個(gè)位于有效區(qū)域內(nèi)的障礙物,分別為障礙物A、障礙物B和障礙物C,且該射線i分別與該障礙物A的面A1、面A2,該障礙物B的面B1、面B2,該障礙物C的面C1、面C2相交,因此,該射線i與這三個(gè)障礙物的交點(diǎn)分別為A1、A2、B1、B2、C1、C2,然而由于該射線i在面A1的點(diǎn)A1進(jìn)行了反射,交點(diǎn)A1作為反射點(diǎn)即為該電磁波射線在該直射路徑上的有效交點(diǎn)。在本實(shí)施例中,在得到了有效交點(diǎn)(反射點(diǎn))A1以后,可以根據(jù)該反射點(diǎn)A1的幾何信息確定該電磁波傳播的下一路徑方向。如果該射線在某一路徑方向上被接收點(diǎn)接收,也即到達(dá)接收點(diǎn)的接收區(qū)域,則停止對(duì)這條射線的追蹤,此時(shí),可以計(jì)算該射線的接收信號(hào)。另外,如果該射線在某一路徑方向上未被接收點(diǎn)接收,則可以繼續(xù)沿該路徑方向?qū)υ撋渚€的電磁波傳播路徑進(jìn)行追蹤,例如,在該路徑方向上繼續(xù)尋找 該射線在該方向所穿過(guò)的障礙物平面,求解與障礙物平面的交點(diǎn),進(jìn)而篩選出其中的有效交點(diǎn)。如圖9所示,在確定有效交點(diǎn)A1之后,根據(jù)點(diǎn)A1的幾何信息,判斷電磁波的下一個(gè)傳播方向,在經(jīng)過(guò)A1的反射路徑方向上,首先判斷該反射路徑是否到達(dá)接收點(diǎn),如圖9所示,經(jīng)過(guò)判斷,電磁波射線在該路徑上將不會(huì)到達(dá)接收點(diǎn),則繼續(xù)沿該反射路徑方向?qū)ふ掖┻^(guò)的障礙物。在該示例中,電磁波射線在該反射路徑上將會(huì)經(jīng)過(guò)障礙物D和障礙物E,并且與障礙物上的平面(面D1,面D2,面E1,面E2)相交,計(jì)算可得電磁波射線在該路徑上的交點(diǎn)分別為D1、D2、E1、E2,經(jīng)過(guò)判斷,篩選D1為該電磁波在傳播路徑上經(jīng)過(guò)的另一個(gè)有效交點(diǎn)。進(jìn)而按照相同操作,繼續(xù)追蹤后續(xù)電磁波傳播路徑。在本實(shí)施例中,如果該射線與上述有效平面之間沒(méi)有交點(diǎn),并且該射線已經(jīng)到達(dá)了接收點(diǎn)的接收區(qū)域,則可以直接計(jì)算該射線的接收信號(hào)。另一方面,如果該射線與上述有效平面之間沒(méi)有交點(diǎn),然而該射線并沒(méi)有到達(dá)接收點(diǎn)的接收區(qū)域,則不再對(duì)這條射線進(jìn)行追蹤,直接追蹤下一條射線。在本實(shí)施例中,為了避免一條射線被無(wú)限制的追蹤下去,定義了反射當(dāng)量的概念。在電磁波的整個(gè)轉(zhuǎn)播過(guò)程中,電磁波將會(huì)遇到多個(gè)材質(zhì)不同的障礙物,且將對(duì)電磁波產(chǎn)生多次反射作用。由于不同材質(zhì)的障礙物平面對(duì)電磁波產(chǎn)生的反射作用不盡相同,因此,在本實(shí)施例中,為表征不同材質(zhì)的障礙物平面對(duì)電磁波產(chǎn)生的不同反射作用程度,本實(shí)施例為每種不同材質(zhì)定義了一個(gè)相對(duì)應(yīng)的等效反射當(dāng)量值,如表3所示。表3:針對(duì)不同材質(zhì)的等效反射當(dāng)量表平面材質(zhì)等效反射當(dāng)量值混凝土2砂石2玻璃4膠合板2金屬2磚塊1石膏/泥塊1.5~2當(dāng)電磁波經(jīng)過(guò)某一材質(zhì)的障礙物平面時(shí),根據(jù)等效反射當(dāng)量表中對(duì)應(yīng)的程度值, 計(jì)算該平面對(duì)電磁波的反射作用。對(duì)于經(jīng)過(guò)多次反射的電磁波傳播路徑,需要累加經(jīng)過(guò)每一個(gè)障礙物平面時(shí)所對(duì)應(yīng)的不同等效反射當(dāng)量。如表3所示,以玻璃材質(zhì)障礙物與磚塊材質(zhì)的障礙物為例,玻璃材質(zhì)的障礙物所對(duì)應(yīng)的等效反射當(dāng)量為4,磚塊材質(zhì)的障礙物所對(duì)應(yīng)的等效反射當(dāng)量為1,該數(shù)值意味著玻璃表面對(duì)電磁波產(chǎn)生的反射作用相當(dāng)于磚塊表面對(duì)電磁波產(chǎn)生的反射作用的4倍,也即,玻璃對(duì)電磁波反射一次相當(dāng)于磚塊對(duì)電磁波反射四次。在對(duì)信號(hào)的能量損耗方面,也可認(rèn)為玻璃表面對(duì)電磁波因反射作用產(chǎn)生的損耗相當(dāng)于磚塊表面對(duì)電磁波造成損耗作用的四倍。對(duì)于電磁波信號(hào),經(jīng)過(guò)過(guò)多的反射作用之后,可以認(rèn)為經(jīng)過(guò)該條傳播路徑的電磁波信號(hào)對(duì)接收點(diǎn)的信號(hào)貢獻(xiàn)將微乎其微。因此在本實(shí)施例中,預(yù)先設(shè)定了一個(gè)最大反射當(dāng)量K,以對(duì)每條傳輸路徑上障礙物平面對(duì)電磁波信號(hào)產(chǎn)生的反射影響進(jìn)行限定,從而降低不必要的計(jì)算量,降低該方法的計(jì)算復(fù)雜度。在本實(shí)施例中,在電磁波反射路徑確定過(guò)程中,僅考慮電磁波在傳播到場(chǎng)景中某個(gè)位置時(shí),累計(jì)反射當(dāng)量小于或者等于上述最大反射當(dāng)量K的情況,也即,如果在某條射線的某個(gè)傳播路徑上,該射線經(jīng)過(guò)某個(gè)有效交點(diǎn)的路徑累積反射當(dāng)量不大于預(yù)先設(shè)定的該最大反射當(dāng)量,則繼續(xù)對(duì)該射線進(jìn)行追蹤,根據(jù)該有效交點(diǎn)的幾何信息確定該射線的下一路徑方向;相反,如果該射線經(jīng)過(guò)該有效交點(diǎn)的路徑累積反射當(dāng)量已經(jīng)大于預(yù)先設(shè)定的該最大反射當(dāng)量,則停止對(duì)這條射線的追蹤,而是啟動(dòng)由該發(fā)信點(diǎn)發(fā)出的另外一條沒(méi)有追蹤過(guò)的新的射線的路徑追蹤過(guò)程。由此,避免了需要經(jīng)過(guò)較多次反射到達(dá)接收點(diǎn)的電磁波路徑計(jì)算過(guò)程。其中,對(duì)于某條射線的某個(gè)傳播路徑,可以根據(jù)該傳播路徑的方向確定該射線是否到達(dá)了接收點(diǎn)的接收區(qū)域,如果已經(jīng)到達(dá)接收點(diǎn)的接收區(qū)域,就可以停止繼續(xù)對(duì)當(dāng)前電磁波路徑的追蹤,轉(zhuǎn)而追蹤由發(fā)信點(diǎn)發(fā)出的另外一條電磁波射線的路徑,如果沒(méi)有到達(dá)接收點(diǎn)的接收區(qū)域,則可以繼續(xù)沿著該傳播路徑的方向檢測(cè)與上述有效平面之間的交點(diǎn),重復(fù)前述處理。其中,如果到達(dá)了接收點(diǎn)的接收區(qū)域,可以計(jì)算該射線的接收信號(hào),也即,該射線對(duì)接收點(diǎn)接收信號(hào)的貢獻(xiàn)。圖10是路徑追蹤過(guò)程的整體流程圖,如圖10所示,在該路徑追蹤過(guò)程中,主要包括以下步驟:步驟1001:配置無(wú)線信號(hào)的傳播場(chǎng)景;其中,如前所述,在該步驟中,可以根據(jù)真實(shí)場(chǎng)景信息,劃定被觀測(cè)場(chǎng)景區(qū)域, 確定場(chǎng)景中各物體在三維空間的位置,將各物體建模為平面或平面體,擺放發(fā)信點(diǎn)和接收點(diǎn),設(shè)置無(wú)線收發(fā)節(jié)點(diǎn)參數(shù)等。步驟1002:確定有效平面;其中,如前所述,在該步驟中,可以根據(jù)預(yù)先設(shè)定的有效平面選擇半徑確定有效區(qū)域,將該有效區(qū)域范圍內(nèi)的障礙物平面作為有效平面。步驟1003:判斷累積射線追蹤數(shù)是否未到達(dá)射線總數(shù),如果是則執(zhí)行步驟1004,否則結(jié)束;其中,對(duì)于發(fā)信點(diǎn)發(fā)出的每一條射線,都進(jìn)行路徑追蹤,在該步驟中,判斷為是意味著沒(méi)有到達(dá)射線總數(shù),還有沒(méi)有被追蹤的射線,則執(zhí)行步驟1004;判斷為否意味著所有射線都已追蹤完畢,則由此得到了該發(fā)信點(diǎn)所發(fā)出的射線的傳播路徑,進(jìn)而得到了該發(fā)信點(diǎn)的電磁波傳播路徑。步驟1004:沿射線的方向檢測(cè)交點(diǎn);其中,在該步驟中,檢測(cè)的是射線與有效平面之間的交點(diǎn)。步驟1005:判斷是否與物體存在交點(diǎn),如果是則執(zhí)行步驟1006,否則執(zhí)行步驟1011;其中,如果該射線與物體(有效平面)存在交點(diǎn),則可以從中篩選出有效交點(diǎn),例如反射點(diǎn),以便對(duì)該射線進(jìn)行繼續(xù)追蹤;如果該射線與物體(有效平面)不存在交點(diǎn),則可以停止對(duì)該射線的追蹤。步驟1006:篩選有效交點(diǎn);其中,如前所述,盡管射線與物體(有效平面)存在交點(diǎn),但有些交點(diǎn)可能是無(wú)效的,如圖8所示的交點(diǎn)A2、B1、B2、C1、C2,在該步驟中,將有效交點(diǎn)篩選出來(lái),如圖8所述的交點(diǎn)A1。步驟1007:計(jì)算所述射線經(jīng)過(guò)有效交點(diǎn)的路徑累積反射當(dāng)量;其中,如前所述,射線經(jīng)過(guò)有效交點(diǎn)的路徑累積反射當(dāng)量是該射線在之前傳播過(guò)程中的累積反射當(dāng)量與該有效交點(diǎn)的材質(zhì)的等效反射當(dāng)量之和。其中,該有效交點(diǎn)的材質(zhì)對(duì)應(yīng)的等效反射當(dāng)量可以通過(guò)預(yù)先存儲(chǔ)的針對(duì)不同材質(zhì)的等效反射當(dāng)量表,例如表3,來(lái)確定。步驟1008:判斷所述射線經(jīng)過(guò)該有效交點(diǎn)的路徑累積反射當(dāng)量是否不大于最大反射當(dāng)量K,如果是則執(zhí)行步驟1009,否則執(zhí)行步驟1012;其中,判斷為是意味著該射線的反射還可以對(duì)接收信號(hào)做出貢獻(xiàn),則可以繼續(xù)追蹤該射線;判斷為否意味著該射線的反射對(duì)接收信號(hào)的貢獻(xiàn)意義不大,則可以停止對(duì)該射線的追蹤。步驟1009:確定該射線的下一路徑方向;其中,利用該有效交點(diǎn)可以得到該射線的下一路徑方向。步驟1010:判斷該射線是否到達(dá)接收點(diǎn)的接收區(qū)域,如果是則執(zhí)行步驟1013,否則回到步驟1004;其中,判斷為是意味著這條射線已經(jīng)到達(dá)了接收點(diǎn)的接收區(qū)域,就此得到了這條射線的傳播路徑,則可以計(jì)算其對(duì)接收點(diǎn)的接收信號(hào)的貢獻(xiàn);判斷為否意味著這條射線還在傳播過(guò)程中,則繼續(xù)對(duì)其進(jìn)行跟蹤。步驟1011:判斷該射線是否到達(dá)接收點(diǎn)的接收區(qū)域,如果是則執(zhí)行步驟1013,否則執(zhí)行步驟1012;其中,判斷為是意味著這條射線已經(jīng)到達(dá)了接收點(diǎn)的接收區(qū)域,就此得到了這條射線的傳播路徑,則可以計(jì)算其對(duì)接收點(diǎn)的接收信號(hào)的貢獻(xiàn);判斷為否意味著這條射線還在傳播過(guò)程中,但由于其與物體沒(méi)有交點(diǎn),無(wú)需對(duì)其進(jìn)行跟蹤。步驟1012:追蹤新的射線;步驟1013:計(jì)算接收信號(hào)。通過(guò)本實(shí)施例的方法,利用有效平面選擇半徑L過(guò)濾掉一部分無(wú)效的障礙物平面,利用最大反射當(dāng)量K過(guò)濾掉一部分反射路徑,由此減少了需要計(jì)算的交點(diǎn)(射線與障礙物之間的交點(diǎn))數(shù),降低了運(yùn)算復(fù)雜度,并縮短了運(yùn)算消耗時(shí)間。在本實(shí)施例中,將接收點(diǎn)的接收區(qū)域設(shè)定為半徑為θd/2的球形區(qū)域,其中,θ為相鄰射線的間隔角度,d為沿發(fā)信點(diǎn)到接收點(diǎn)的電磁波傳播路徑長(zhǎng)度。在傳統(tǒng)的射線發(fā)射方法中,射線以均勻角度間隔被發(fā)信點(diǎn)散射到空間中,另一方面,圍繞接收點(diǎn)劃定一個(gè)合理大小的接收區(qū)域,判斷哪些射線會(huì)穿過(guò)該接收區(qū)域,穿過(guò)該接收區(qū)域的射線被認(rèn)為可以被接收點(diǎn)所接收。因此,在射線發(fā)射方法中,接收點(diǎn)接收區(qū)域的大小對(duì)于能否準(zhǔn)確判斷接收射線十分重要。假如接收區(qū)域設(shè)計(jì)過(guò)小,有可能無(wú)法在接收端位置找到穿過(guò)接收區(qū)域的射線,在計(jì)算時(shí)造成信號(hào)遺漏的問(wèn)題。如果接收區(qū)域設(shè)計(jì)過(guò)大,又可能會(huì)出現(xiàn)對(duì)相同射線路徑進(jìn)行重復(fù)計(jì)算的問(wèn)題。另外,如圖11所示,對(duì)處于不同位置的接收點(diǎn),應(yīng)該設(shè)計(jì)不同大小的接收區(qū)域。接收區(qū)域大小與收發(fā)信機(jī)間的 電磁波傳輸路徑長(zhǎng)度成比例關(guān)系,并且隨著路徑長(zhǎng)度的增大,接收區(qū)域的尺寸也應(yīng)當(dāng)相應(yīng)的增大。在本實(shí)施例中,使用以θ為間隔角度,兩條相鄰射線間的直線距離R為直徑的球形區(qū)域作為接收點(diǎn)的接收區(qū)域。理由為:在射線發(fā)射法中,設(shè)定的射線間隔角度θ一般都很小(在建模的過(guò)程中,用戶可根據(jù)對(duì)計(jì)算精度的要求對(duì)間隔角度進(jìn)行設(shè)定,間隔角度設(shè)定越小,計(jì)算精度越高),兩條相鄰射線的直線間距R可近似為該間隔角度所對(duì)應(yīng)的扇形弧長(zhǎng),如圖12所示,假設(shè)收發(fā)信點(diǎn)間電磁波傳播路徑長(zhǎng)度為d,根據(jù)弧長(zhǎng)計(jì)算公式可計(jì)算該弧長(zhǎng)為θd,即兩條相鄰射線間的直線間距R可近似為θd。本實(shí)施例是基于三維環(huán)境,因此在三維環(huán)境中,本實(shí)施例的方法就以球心為接收點(diǎn)Rx,半徑r為θd/2的球形區(qū)域作為判斷射線在空間中是否可被接收點(diǎn)接收的接收區(qū)域。該接收區(qū)域大小可以保證經(jīng)過(guò)相同路徑的電磁波射線僅有一條會(huì)穿過(guò)該接收區(qū)域,有效的避免了重復(fù)計(jì)算帶來(lái)的誤差。在本實(shí)施例中,如前所述,假如在三維環(huán)境中,接收點(diǎn)的接收區(qū)域規(guī)劃為以θd/2為半徑的球形區(qū)域,雖然可以避免接收點(diǎn)對(duì)相同路徑的電磁波射線進(jìn)行重復(fù)計(jì)算,但是在空間中會(huì)出現(xiàn)某些特殊區(qū)域,假如接收點(diǎn)被置于這些特殊區(qū)域內(nèi),接收點(diǎn)將搜索不到任何射線穿過(guò)其接收區(qū)域。如圖12所示,令相鄰兩射線間夾角為θ,發(fā)信點(diǎn)Tx與接收點(diǎn)Rx間路徑長(zhǎng)度為d,如前所述,每相鄰兩條射線的間距可由弧長(zhǎng)近似得出為θd。由此對(duì)于空間中兩兩相鄰的三條射線,可假設(shè)在每條射線上構(gòu)建一個(gè)虛擬的小球,小球的球心位于每條射線上距離該條射線起點(diǎn)為d的位置,各個(gè)射線上的小球半徑均為θd/2,并且每條射線上的小球都會(huì)維持兩兩外接關(guān)系。由此,三條相鄰射線穿過(guò)的三個(gè)小球會(huì)在它們中間圍成一個(gè)不屬于任何小球的空隙區(qū)域,該空隙區(qū)域即為前述的特殊區(qū)域。如圖13所示,左側(cè)為垂直觀察的示意圖,右側(cè)為從側(cè)面觀察的示意圖。假如某接收點(diǎn)恰好位于該空隙區(qū)域內(nèi),且無(wú)論接收點(diǎn)位于該區(qū)域內(nèi)的任何位置,該接收點(diǎn)以θd/2為半徑劃定的接收區(qū)域內(nèi)都不會(huì)有任何射線穿過(guò),這樣就會(huì)產(chǎn)生接收信號(hào)遺漏問(wèn)題,導(dǎo)致在接收端信號(hào)計(jì)算時(shí)出現(xiàn)誤差。為了解決該問(wèn)題,一些解決方案被提出,在如圖14所示的解決方案中,為了避免接收點(diǎn)被置于特殊區(qū)域而造成信號(hào)遺漏的問(wèn)題,該方案采取了增大接收區(qū)域半徑的方法。這種方法雖然避免了因接收點(diǎn)被置于特殊區(qū)域而造成信號(hào)遺漏的問(wèn)題,但是由 于接收區(qū)域的擴(kuò)大,相應(yīng)的穿過(guò)接收區(qū)域的電磁波射線數(shù)量也會(huì)增加,該方法可能再次造成因多條經(jīng)過(guò)相同路徑的電磁波穿過(guò)該接收區(qū)域,從而造成重復(fù)計(jì)算的問(wèn)題。在本實(shí)施例中,為了解決該問(wèn)題,同時(shí)避免對(duì)相同路徑電磁波的重復(fù)計(jì)算,采取了將發(fā)信點(diǎn)旋轉(zhuǎn)θ/2的方法,例如控制該發(fā)信點(diǎn)旋轉(zhuǎn)θ/2。在該方法中,仍然使用θ/2作為球形接收區(qū)域的半徑,對(duì)接收區(qū)域大小不進(jìn)行改變。如圖15所示,假如在以θ/2為半徑的接收區(qū)域內(nèi)找不到任何電磁波路徑穿過(guò)該區(qū)域,就控制發(fā)信點(diǎn)在空間按照水平方向(或垂直方向)進(jìn)行旋轉(zhuǎn),相應(yīng)的發(fā)信點(diǎn)發(fā)射射線所形成射線球的整體也將隨之轉(zhuǎn)動(dòng),旋轉(zhuǎn)角度規(guī)定為θ/2,那么發(fā)信點(diǎn)發(fā)射出的每一條射線也將隨之旋轉(zhuǎn)θ/2的角度。旋轉(zhuǎn)之后,考察接收點(diǎn)的接收區(qū)域,搜索穿過(guò)該區(qū)域的電磁波射線,將會(huì)有射線穿過(guò)該接收區(qū)域。到此本方法不僅避免了相同路徑的重復(fù)計(jì)算問(wèn)題,進(jìn)而避免了在計(jì)算時(shí)發(fā)生信號(hào)遺漏的問(wèn)題。通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例,降低了路徑追蹤過(guò)程中計(jì)算過(guò)程的復(fù)雜度,實(shí)現(xiàn)了更加高效準(zhǔn)確的電磁傳輸路徑模擬,進(jìn)而獲得了被觀測(cè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的電磁波傳播特性。實(shí)施例2本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種電磁波傳播路徑的追蹤裝置,由于該裝置解決問(wèn)題的原理與實(shí)施例1的方法類似,因此其具體的實(shí)施可以參照實(shí)施例1的方法的實(shí)施,內(nèi)容相同之處不再重復(fù)說(shuō)明。圖16是本實(shí)施例的電磁波傳播路徑的追蹤裝置的組成示意圖,請(qǐng)參照?qǐng)D16,該裝置1600包括:確定單元1601,檢測(cè)單元1602,以及處理單元1603,其中:確定單元1601用于根據(jù)預(yù)先設(shè)定的有效平面選擇半徑確定發(fā)信點(diǎn)的有效平面。其中,如實(shí)施例1所述,在無(wú)線信號(hào)的傳播場(chǎng)景中,如果某障礙物的某平面到發(fā)信點(diǎn)的距離大于上述有效平面選擇半徑,則認(rèn)為該平面為無(wú)效平面,相反,如果某障礙物的某平面到發(fā)信點(diǎn)的距離小于上述有效平面選擇半徑,則認(rèn)為該平面為有效平面。通過(guò)該確定單元過(guò)濾掉了一部分障礙物平面,減少了計(jì)算量。檢測(cè)單元1602用于對(duì)所述發(fā)信點(diǎn)發(fā)出的每一條射線,沿所述射線的方向檢測(cè)所述射線與所述有效平面之間的交點(diǎn)。其中,如實(shí)施例1所述,沿著每一條射線的出射方向,可以確定該射線與上述有效平面是否存在交點(diǎn)。如果存在交點(diǎn),則該射線可能存在以有效交點(diǎn)為反射點(diǎn)的反射 路徑,可以繼續(xù)跟蹤該射線;如果不存在交點(diǎn),則該射線與任何障礙物平面都不相交,無(wú)需繼續(xù)跟蹤該射線。處理單元1603用于在所述射線與所述有效平面之間存在交點(diǎn),并且所述射線經(jīng)過(guò)有效交點(diǎn)的路徑累積反射當(dāng)量不大于預(yù)先設(shè)定的最大反射當(dāng)量時(shí),確定所述射線的下一路徑方向,直到所述射線到達(dá)接收點(diǎn)的接收區(qū)域或者所述射線經(jīng)過(guò)所述有效交點(diǎn)的路徑累積反射當(dāng)量大于預(yù)先設(shè)定的最大反射當(dāng)量。由此得到了所述射線的傳播路徑,進(jìn)而得到所述發(fā)信點(diǎn)的電磁波傳播路徑。其中,如實(shí)施例1所述,該電磁波射線追蹤過(guò)程存在兩個(gè)終止條件,一個(gè)條件是電磁波射線的路徑到達(dá)接收點(diǎn)的接收區(qū)域,另一個(gè)條件是累積反射當(dāng)量達(dá)到最大反射當(dāng)量,如果滿足上述兩個(gè)條件的任意一個(gè),則對(duì)當(dāng)前射線的追蹤過(guò)程結(jié)束,繼續(xù)新的射線的追蹤過(guò)程。另外,如果存在上述交點(diǎn),并且在當(dāng)前傳播路徑上,該射線經(jīng)過(guò)有效交點(diǎn)的路徑累積反射當(dāng)量沒(méi)有到達(dá)上述最大反射當(dāng)量,則該處理單元1603可以繼續(xù)對(duì)該射線的下一路徑方向進(jìn)行追蹤,在該路徑方向上的射線也沒(méi)有到達(dá)接收點(diǎn)的接收區(qū)域的情況下,繼續(xù)沿著該射線的該路徑方向檢測(cè)交點(diǎn)。另外,如果不存在上述交點(diǎn),并且該射線沒(méi)有到達(dá)接收點(diǎn)的接收區(qū)域,則追蹤新的射線路徑。如果不存在上述交點(diǎn),并且該射線到達(dá)了接收點(diǎn)的接收區(qū)域,則可以計(jì)算該射線的接收信號(hào)并追蹤新的射線路徑。在本實(shí)施例中,上述有效平面選擇半徑可以是被觀測(cè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)所支持的最大通信距離。在本實(shí)施例中,該接收點(diǎn)的接收區(qū)域可以設(shè)置為半徑為θd/2的球形區(qū)域,其中,θ為相鄰射線的間隔角度,d為沿發(fā)信點(diǎn)到接收點(diǎn)的電磁波傳播路徑長(zhǎng)度。由此可以避免重復(fù)計(jì)算。在本實(shí)施例中,處理單元1603還可以在沒(méi)有任何一條射線穿過(guò)所述接收點(diǎn)的接收區(qū)域時(shí),將所述發(fā)信點(diǎn)旋轉(zhuǎn)θ/2,以便檢測(cè)單元1602繼續(xù)檢測(cè)旋轉(zhuǎn)后的發(fā)信點(diǎn)發(fā)出的射線。在本實(shí)施例中,該裝置1600還可以包括:存儲(chǔ)單元1604,其可以存儲(chǔ)該傳播場(chǎng)景中的障礙物的障礙物信息表和/或每一個(gè)平面的平面信息表。其中,障礙物信息表可以包括:障礙物ID、障礙物名稱、障礙物包含的平面?zhèn)€數(shù)、障礙物包含的平面ID,表1是該障礙物信息表的一個(gè)示例。其中,平面信息表可以包括:平面ID、所屬障 礙物ID、平面頂點(diǎn)坐標(biāo)、與發(fā)信點(diǎn)之間的距離、有效反射平面標(biāo)志、電參數(shù),表2是該平面信息表的一個(gè)示例。此外,該存儲(chǔ)單元1604還可以存儲(chǔ)針對(duì)不同反射材質(zhì)的等效反射當(dāng)量表,表3是等效反射當(dāng)量表的一個(gè)示例。通過(guò)本實(shí)施例的裝置,降低了路徑追蹤過(guò)程中計(jì)算過(guò)程的復(fù)雜度,實(shí)現(xiàn)了更加高效準(zhǔn)確的電磁傳輸路徑模擬,進(jìn)而獲得了被觀測(cè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的電磁波傳播特性。實(shí)施例3本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng),該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以包括實(shí)施例2所述的電磁波傳播路徑的追蹤裝置。圖17是本實(shí)施例的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成示意圖,如圖17所示,該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1700可以包括:中央處理器(CPU)1701和存儲(chǔ)器1702;存儲(chǔ)器1702耦合到中央處理器1701。其中該存儲(chǔ)器1702可存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù);此外還存儲(chǔ)信息處理的程序,并且在中央處理器1701的控制下執(zhí)行該程序。在一個(gè)實(shí)施方式中,實(shí)施例2所述的電磁波傳播路徑的追蹤裝置的功能可以被集成到中央處理器1701中。在另一個(gè)實(shí)施方式中,如實(shí)施例2所述的電磁波傳播路徑的追蹤裝置可以與中央處理器1701分開配置,例如可以將電磁波傳播路徑的追蹤裝置配置為與中央處理器1701連接的芯片,通過(guò)中央處理器1701的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)電磁波傳播路徑的追蹤裝置的功能。此外,如圖17所示,該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1700還可以包括:輸入裝置1703和輸出裝置1704等;其中,上述部件的功能與現(xiàn)有技術(shù)類似,此處不再贅述。值得注意的是,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1700也并不是必須要包括圖17中所示的所有部件;此外,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1700還可以包括圖17中沒(méi)有示出的部件,可以參考現(xiàn)有技術(shù)。通過(guò)本實(shí)施例的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),降低了路徑追蹤過(guò)程中計(jì)算過(guò)程的復(fù)雜度,實(shí)現(xiàn)了更加高效準(zhǔn)確的電磁傳輸路徑模擬,進(jìn)而獲得了被觀測(cè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的電磁波傳播特性。本發(fā)明實(shí)施例還提供一種計(jì)算機(jī)可讀程序,其中當(dāng)在電磁波傳播路徑的追蹤裝置或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中執(zhí)行所述程序時(shí),所述程序使得計(jì)算機(jī)在所述電磁波傳播路徑的追蹤 裝置或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中執(zhí)行實(shí)施例1所述的方法。本發(fā)明實(shí)施例還提供一種存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可讀程序的存儲(chǔ)介質(zhì),其中所述計(jì)算機(jī)可讀程序使得計(jì)算機(jī)在電磁波傳播路徑的追蹤裝置或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中執(zhí)行實(shí)施例1所述的方法。本發(fā)明以上的裝置和方法可以由硬件實(shí)現(xiàn),也可以由硬件結(jié)合軟件實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明涉及這樣的計(jì)算機(jī)可讀程序,當(dāng)該程序被邏輯部件所執(zhí)行時(shí),能夠使該邏輯部件實(shí)現(xiàn)上文所述的裝置或構(gòu)成部件,或使該邏輯部件實(shí)現(xiàn)上文所述的各種方法或步驟。本發(fā)明還涉及用于存儲(chǔ)以上程序的存儲(chǔ)介質(zhì),如硬盤、磁盤、光盤、DVD、flash存儲(chǔ)器等。以上結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述,但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚,這些描述都是示例性的,并不是對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明的精神和原理對(duì)本發(fā)明做出各種變型和修改,這些變型和修改也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。關(guān)于包括以上實(shí)施例的實(shí)施方式,還公開下述的附記:附記1、一種電磁波傳播路徑的追蹤方法,其中,所述方法包括:根據(jù)預(yù)先設(shè)定的有效平面選擇半徑確定發(fā)信點(diǎn)的有效平面;對(duì)于所述發(fā)信點(diǎn)發(fā)出的每一條射線,沿所述射線的方向檢測(cè)所述射線與所述有效平面之間的交點(diǎn);如果所述射線與所述有效平面之間存在交點(diǎn),并且所述射線經(jīng)過(guò)有效交點(diǎn)的路徑累積反射當(dāng)量不大于預(yù)先設(shè)定的最大反射當(dāng)量,則確定所述射線的下一路徑方向,直到所述射線到達(dá)接收點(diǎn)的接收區(qū)域或者所述射線經(jīng)過(guò)有效交點(diǎn)的路徑累積反射當(dāng)量大于預(yù)先設(shè)定的最大反射當(dāng)量。附記2、根據(jù)附記1所述的方法,其中,如果所述傳播場(chǎng)景中的障礙物的平面與所述發(fā)信點(diǎn)之間的距離大于所述有效平面選擇半徑,則確定所述平面為無(wú)效平面;如果所述傳播場(chǎng)景中的障礙物的平面與所述發(fā)信點(diǎn)之間的距離小于所述有效平面選擇半徑,則確定所述平面為有效平面。附記3、根據(jù)附記1所述的方法,其中,所述有效平面選擇半徑為所述被觀測(cè)無(wú) 線網(wǎng)絡(luò)所支持的最大通信距離。附記4、根據(jù)附記1所述的方法,其中,如果所述射線和所述有效平面之間不存在交點(diǎn),并且所述射線到達(dá)了所述接收點(diǎn)的接收區(qū)域,則計(jì)算所述射線的接收信號(hào);如果所述射線和所述有效平面之間不存在交點(diǎn),并且所述射線沒(méi)有到達(dá)所述接收點(diǎn)的接收區(qū)域,則追蹤下一條射線。附記5、根據(jù)附記1所述的方法,其中,如果所述射線到達(dá)所述接收點(diǎn)的接收區(qū)域,則計(jì)算所述射線的接收信號(hào);如果所述射線經(jīng)過(guò)所述有效交點(diǎn)的路徑累積反射當(dāng)量大于預(yù)先設(shè)定的最大反射當(dāng)量,則追蹤下一條射線。附記6、根據(jù)附記1所述的方法,其中,所述接收點(diǎn)的接收區(qū)域?yàn)榘霃綖棣萪/2的球形區(qū)域,其中,θ為相鄰射線的間隔角度,d為沿發(fā)信點(diǎn)到接收點(diǎn)的電磁波傳播路徑長(zhǎng)度。附記7、根據(jù)附記6所述的方法,其中,如果沒(méi)有任何一條射線穿過(guò)所述接收點(diǎn)的接收區(qū)域,則所述方法還包括:將所述發(fā)信點(diǎn)旋轉(zhuǎn)θ/2,繼續(xù)追蹤旋轉(zhuǎn)后的發(fā)信點(diǎn)發(fā)出的射線。附記8、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(jù)預(yù)先設(shè)定的有效平面選擇半徑確定發(fā)信點(diǎn)的有效平面;檢測(cè)單元,其對(duì)所述發(fā)信點(diǎn)發(fā)出的每一條射線,沿所述射線的方向檢測(cè)所述射線與所述有效平面之間的交點(diǎn);處理單元,其在所述射線與所述有效平面之間存在交點(diǎn),并且所述射線經(jīng)過(guò)有效交點(diǎn)的路徑累積反射當(dāng)量不大于預(yù)先設(shè)定的最大反射當(dāng)量時(shí),確定所述射線的下一路徑方向,直到所述射線到達(dá)接收點(diǎn)的接收區(qū)域或者所述射線經(jīng)過(guò)所述有效交點(diǎn)的路徑累積反射當(dāng)量大于預(yù)先設(shè)定的最大反射當(dāng)量,由此得到所述射線的傳播路徑,進(jìn)而得到所述發(fā)信點(diǎn)的電磁波傳播路徑。附記9、根據(jù)附記8所述的裝置,其中,所述確定單元在傳播場(chǎng)景中的障礙物的平面與所述發(fā)信點(diǎn)之間的距離大于所述有效平面選擇半徑時(shí),確定所述平面為無(wú)效平面;在所述傳播場(chǎng)景中的障礙物的平面與所述發(fā)信點(diǎn)之間的距離小于所述有效平面選擇半徑時(shí),確定所述平面為有效平面。附記10、根據(jù)附記8所述的裝置,其中,所述有效平面選擇半徑為所述被觀測(cè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)所支持的最大通信距離。附記11、根據(jù)附記8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(diǎn),并且所述射線到達(dá)了所述接收點(diǎn)的接收區(qū)域時(shí),計(jì)算所述射線的接收信號(hào)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(diǎn),并且所述射線沒(méi)有到達(dá)所述接收點(diǎn)的接收區(qū)域時(shí),追蹤下一條射線。附記12、根據(jù)附記8所述的裝置,其中,所述處理單元在所述射線到達(dá)所述接收點(diǎn)的接收區(qū)域時(shí),計(jì)算所述射線的接收信號(hào);在所述有效交點(diǎn)的累積反射當(dāng)量大于預(yù)先設(shè)定的最大反射當(dāng)量時(shí),追蹤下一條射線。附記13、根據(jù)附記8所述的裝置,其中,所述接收點(diǎn)的接收區(qū)域?yàn)榘霃綖棣萪/2的球形區(qū)域,其中,θ為相鄰射線的間隔角度,d為沿發(fā)信點(diǎn)到接收點(diǎn)的電磁波傳播路徑長(zhǎng)度。附記14、根據(jù)附記13所述的裝置,其中,所述處理單元還用于在沒(méi)有任何一條射線穿過(guò)所述接收點(diǎn)的接收區(qū)域時(shí),將所述發(fā)信點(diǎn)旋轉(zhuǎn)θ/2,以便所述檢測(cè)單元繼續(xù)檢測(cè)旋轉(zhuǎn)后的發(fā)信點(diǎn)發(fā)出的射線。附記15、根據(jù)附記8所述的裝置,其中,所述裝置還包括:存儲(chǔ)單元,其存儲(chǔ)所述傳播場(chǎng)景中的障礙物的障礙物信息表和/或每一個(gè)平面的平面信息表,以及針對(duì)不同障礙物表面材質(zhì)的等效反射當(dāng)量表。附記16、根據(jù)附記15所述的裝置,其中,所述障礙物信息表包括:障礙物ID、障礙物名稱、障礙物包含的平面?zhèn)€數(shù)、障礙物包含的平面ID。附記17、根據(jù)附記15所述的裝置,其中,所述平面信息表包括:平面ID、所屬障礙物ID、平面頂點(diǎn)坐標(biāo)、與發(fā)信點(diǎn)之間的距離、有效反射平面標(biāo)志、電參數(shù)。附記18、一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng),其中,所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括附記8所述的裝置。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3 
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