本文關(guān)鍵詞：射線追蹤場分布的快速計算與實現(xiàn)　出處：《南京郵電大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：射線追蹤是一種廣泛應(yīng)用于室內(nèi)和室外通信環(huán)境的預(yù)測無線電波傳播特性的技術(shù)。基于幾何光學(xué)、幾何繞射和一致性劈繞射原理,考慮直射、反射和繞射等傳播機(jī)制。利用射線追蹤計算環(huán)境的場強(qiáng)分布時,常規(guī)的方法需要將追蹤得到的每條射線段與每個接收點進(jìn)行接收球算法測試,來判斷射線段對接收點有無場強(qiáng)貢獻(xiàn),計算效率不高。本文的主要工作內(nèi)容和貢獻(xiàn)如下所述:(1)對空間剖分射線追蹤算法進(jìn)行了大量的研究,用Fortran語言編寫了三維通用性的空間剖分射線追蹤算法程序。在空間剖分射線追蹤算法中,利用Gmsh軟件把三維環(huán)境剖分成若干個無縫并且互不重疊的四面體單元,通過研究射線在各個四面體中的穿行軌跡,進(jìn)而可以得到每條射線在整個環(huán)境中的軌跡,完成了射線的追蹤過程。與傳統(tǒng)的射線追蹤算法相比,在射線的追蹤過程中,不需要和環(huán)境中的多面體面進(jìn)行相交測試,提高了計算效率。(2)在前人研究的基礎(chǔ)上改進(jìn)和發(fā)展了基于射線追蹤的場強(qiáng)分布快速算法。本文通過射線追蹤算法追蹤所有射線軌跡,對射線的接收部分作出改進(jìn),能夠快速計算出三維環(huán)境中的某個平面的場強(qiáng)分布或整個立體空間的場強(qiáng)分布,在保證與常規(guī)方法計算場強(qiáng)分布相同結(jié)果的同時,提高了計算效率。(3)用Fortran語言獨立編寫了空間剖分射線追蹤算法程序和適用于空房間的鏡像法射線追蹤程序。通過在空房間環(huán)境下,兩種算法計算結(jié)果的對比,驗證了空間剖分射線追蹤算法以及程序的正確性。獨立編寫了基于射線追蹤的場分布快速算法程序,在空房間環(huán)境以及更為復(fù)雜的開放環(huán)境中,與常規(guī)方法的計算數(shù)據(jù)和計算時間作對比,證明場分布快速算法在保證計算精度的情況下,提高了計算效率,達(dá)到了快速計算場分布的目的。
[Abstract]:Ray tracing is a widely used technique for predicting the propagation characteristics of radio waves in indoor and outdoor communication environments. Based on the principles of geometric optics, geometric diffraction and consistent splitting diffraction, direct emission is considered. When ray tracing is used to calculate the field intensity distribution of the environment, the conventional methods need to test the received sphere algorithm with each ray segment and each receiving point. The main work and contribution of this paper are as follows: (1) A lot of researches have been done on the space division ray tracing algorithm. In this paper, the program of 3D general-purpose spatial ray tracing algorithm is written with Fortran language, and it is used in space division ray tracing algorithm. The three-dimensional environment is divided into several seamless and non-overlapping tetrahedron units by using Gmsh software, and the traversing trajectory of rays in each tetrahedron is studied. Then we can get the trace of each ray in the whole environment, and complete the ray tracing process. Compared with the traditional ray tracing algorithm, in the ray tracing process. There is no need to intersect the polyhedron surface in the environment. Based on the previous researches, the fast field intensity distribution algorithm based on ray tracing is improved and developed. In this paper, all ray trajectories are traced by ray tracing algorithm. By improving the receiving part of the ray, the field intensity distribution of a plane or the whole three-dimensional space can be calculated quickly, while ensuring the same result as the conventional method. The algorithm program of space partition ray tracing and the mirror ray tracing program suitable for empty room are written independently in Fortran language. The comparison of the results of the two algorithms verifies the correctness of the space partition ray tracing algorithm and the program. A field distribution fast algorithm program based on ray tracing is written independently. In the empty room environment and the more complex open environment, compared with the calculation data and calculation time of the conventional method, it is proved that the fast algorithm of field distribution can improve the calculation efficiency under the condition of guaranteeing the calculation accuracy. The purpose of fast calculation of field distribution is achieved.
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN011

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本文編號：1429696