基于射线跟踪算法的场景重构与信道预测软件的设计

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1、代号10701学号1107122511分类号TN011密级公开题（中、英文）目基于射线跟踪算法的场景重构与信道预测软件的设计ScenariosReconstructionandChannelPredictionSoftwareDesignBasedonRayTracingAlgorithm作者姓名陶维指导教师姓名、职务郭立新教授学科门类理学学科、专业无线电物理提交论文日期二零一四年二月万方数据万方数据西安电子科技大学硕士研究生学位论文基于射线跟踪算法的场景重构与信道预测软件的设计作者：陶维导师：郭立新教授学科：无线电物理二零一四年二月西安电子科技大学中国·西安万方数据万方数据ScenarioR

2、econstructionandChannelPredictionSoftwareDesignBasedonRayTracingAlgorithmADissertationSubmittedtoXidianUniversityinCandidacyfortheDegreeofMasterofScienceinRadioPhysicsbyTaoWeiXidianUniversityXi’an,ChinaFebruary2014万方数据万方数据独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人

3、已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名：日期关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文（与学位论文相关）工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印

4、或其它复制手段保存论文。（保密的论文在解密后遵守此规定）本人授权西安电子科技大学图书馆保存学位论文，并同意将论文在互联网上发布。本人签名：日期导师签名：日期万方数据万方数据摘要摘要射线跟踪算法在无线通信电波传播模型中得到了广泛的应用，本文的射线跟踪算法主要建立在虚拟源树的基础上，能够对所研究环境进行准确的无线信道预测仿真。然而该算法的前提是需要精确地获取所研究区域内物体的几何和形态信息。因此，本文基于投影几何原理和GoogleEarth软件，对室外微小区环境中的建筑物进行了三维重构，利用该方法解决了对于室外城市微小区下建筑物几何信息不易获取的难题。进而在单视图图像的基础上，提出了室内环境中物体

5、三维重构的方法，该方法能够准确、高效地获取室内环境中物体的几何信息。通过对室外城市微小区和室内环境的几何信息的半自动化提取，简化了繁复的人为测量，为射线跟踪算法提供了准确的环境信息数据。本文进一步设计并开发了基于射线跟踪算法的无线信道预测软件。针对室外环境特点，设计了简单的仿真参数输入和路径损耗界面，能够可视化地呈现仿真值与实测值的对比结果。另一方面，针对室内环境特性，设计了CAD模型导入、OPENGL场景建模等环境可视化呈现模块，对于多天线系统和单天线系统设计了独立的参数输入平台，并统一开发了包含时延功率谱、可视化射线路径等仿真结果功能模块。通过开发室外微小区和室内环境下的无线信道预测软件，

6、能够高效、快捷地对所研究区域进行仿真，并可视化地呈现仿真结果。该软件实现了对于不同研究环境下统一的输入和输出方式，提供了良好的人机交互界面，为室外微小区和室内环境下网络规划与优化以及实际工程应用提供了良好的基础。关键字：射线跟踪虚拟源树场景重构软件开发万方数据基于射线跟踪算法的场景重构与信道预测软件的设计万方数据ABSTRACTABSTRACTRaytracinghasbeenwidelyusedinradiowavepropagationmodelingrecently.Raytracingalgorithmmainlybasedonthevirtualsourcetreeinthispap

7、ercanpredicttheradiochannelaccurately.However,acquiringtheprecisegeometryinformationofobjectsintheresearchenvironmentisasignificiantprerequisite.Therefore,basedontheprincipleofprojectivegeometryandthe