光线跟踪
描述
例子
使用光线追踪的障碍物和反射路径
使用射线追踪传播模型显示芝加哥的反射传播路径。
发射场观众与建筑物在芝加哥。有关osm文件的详细信息，请参见[1]．
查看器= siteviewer(“建筑”，“chicago.osm”）;
在两座不同的建筑物附近创建一个发射机站点和一个接收机站点。
Tx = txsite(“人肉搜索”, 41.8800,“经”, -87.6295,.．.“TransmitterFrequency”, 2.5 e9);显示(tx) rx = rxsite“人肉搜索”, 41.8813452,“经”, -87.629771,.．.“AntennaHeight”, 30);显示(rx)
显示视线路径上的障碍物。
洛杉矶(tx, rx)
显示带有反射的传播路径。默认情况下，光线跟踪函数使用SBR方法并计算带有最多两个反射的传播路径。
光线跟踪(tx, rx)
附录
[1]下载osm文件https://www.openstreetmap.org该网站提供了获取世界各地众包地图数据的途径。这些数据是根据开放数据共享开放数据库许可证(ODbL)授权的，https://opendatacommons.org/licenses/odbl/．
利用射线跟踪传播模型的信号强度
发射场观众与建筑物在芝加哥。有关osm文件的详细信息，请参见[1]．
查看器= siteviewer(“建筑”，“chicago.osm”）;
在建筑物上创建一个发射机站点。
Tx = txsite(“人肉搜索”, 41.8800,.．.“经”, -87.6295,.．.“TransmitterFrequency”, 2.5 e9);
在另一栋建筑附近创建一个接收站点。
Rx = rxsite(“人肉搜索”, 41.881352,.．.“经”, -87.629771,.．.“AntennaHeight”, 30);
创建一个射线跟踪传播模型，该模型由MATLAB®使用射线追踪对象。默认情况下，传播模型使用SBR方法并找到带有两个表面反射的传播路径。
pm =传播模型(“射线”）;
利用接收端、发射端和传播模型计算信号强度。
sstwreflflections = sigstrength(rx,tx,pm)
sstwreflections = -54.3015
绘制传播路径。
光线跟踪(tx, rx点)
改变射线追踪对象查找到的路径5反射。然后，重新计算信号强度。
点。米一个xNumReflections＝5；ssfireflflections = sigstrength(rx,tx,pm)
ssfireflflections = -53.3889
默认情况下,射线追踪物体假设建筑和地形材料是混凝土。改变建筑和地形材料类型，以模拟完美的电导体。
点。BuildingsMaterial =“perfect-reflector”；ssPerfect = sigstrength(rx,tx,pm)
ssPerfect = -39.6711
为更新的传播模型绘制传播路径。
光线跟踪(tx, rx点)
附录
[1]下载osm文件https://www.openstreetmap.org该网站提供了获取世界各地众包地图数据的途径。这些数据是根据开放数据共享开放数据库许可证(ODbL)授权的，https://opendatacommons.org/licenses/odbl/．
由于材料反射和大气造成的路径损耗
发射场查看器与香港的建筑物。有关osm文件的详细信息，请参见[1]．
查看器= siteviewer(“建筑”，“hongkong.osm”）;
创建发射机和接收机站点，在密集的城市环境中模拟小型蜂窝场景。
Tx = txsite(“名称”，“小型发射机”，.．.“人肉搜索”, 22.2789,.．.“经”, 114.1625,.．.“AntennaHeight”10.．.“TransmitterPower”5,.．.“TransmitterFrequency”, 28日e9);Rx = rxsite(“名称”，“小细胞接收器”，.．.“人肉搜索”, 22.2799,.．.“经”, 114.1617,.．.“AntennaHeight”1);
创建一个射线跟踪传播模型，该模型由MATLAB使用射线追踪对象。配置模型以使用较低的发射光线之间的平均度数，找到具有最多5条路径反射的路径，并使用模拟完美电导体的建筑和地形材料类型。默认情况下，模型使用SBR方法。
pm =传播模型(“射线”，.．.“MaxNumReflections”5,.．.“AngularSeparation”，“低”，.．.“BuildingsMaterial”，“perfect-reflector”，.．.“TerrainMaterial”，“perfect-reflector”）;
可视化传播路径并计算相应的路径损耗。
光线跟踪(tx, rx,点,“类型”，“pathloss”) raysPerfect = raytrace(tx,rx,pm，“类型”，“pathloss”）;plPerfect = [raysPerfect{1}.]PathLoss]
plPerfect =1×13104.2656 103.5699 112.0092 109.3137 111.2840 111.9979 112.4416 108.1505 111.2825 111.3904 117.7506 116.5906 117.7638
将建筑和地形材料类型分别设置为玻璃和混凝土。然后，修正传播路径并重新计算相应的路径损耗。该模型少找到一条路径，因为在默认情况下，模型会丢弃比最强路径弱40分贝以上的路径。第一个路径损耗值不会改变，因为它对应于视距传播路径。
点。BuildingsMaterial =“玻璃”；点。TerrainMaterial =“具体”；光线跟踪(tx, rx,点,“类型”，“pathloss”) raysMtrls = raytrace(tx,rx,pm，“类型”，“pathloss”）;plMtrls = [raysMtrls{1}.]PathLoss]
plMtrls =1×12104.2656 106.1290 119.2409 121.2488 122.4103 121.5566 126.9462 124.1624 122.8190 127.5473 139.0664 140.5822
通过在射线追踪模型中添加雨和气体传播模型来合并大气损失。然后，修正传播路径并重新计算相应的路径损耗。
pm = pm +传播模型(“雨”+ propagationModel(“气”）;光线跟踪(tx, rx,点,“类型”，“pathloss”) raysatmosphere = raytrace(tx,rx,pm，“类型”，“pathloss”）;plAtmospheric = [raysAtmospheric{1}.]PathLoss]
plAtmospheric =1×12105.3245 107.1887 121.8261 123.1442 124.9972 124.1457 129.6641 126.0587 125.4094 130.2653 143.0496 144.5656
附录
[1]下载osm文件https://www.openstreetmap.org该网站提供了获取世界各地众包地图数据的途径。这些数据是根据开放数据共享开放数据库许可证(ODbL)授权的，https://opendatacommons.org/licenses/odbl/．
在会议室中可视化光线追踪
这个例子展示了如何:
缩放STL文件，使模型使用米为单位。
在站点查看器中查看缩放模型。
使用射线跟踪来计算和显示从发射机到接收机的传播路径。
当笛卡儿txsite而且rxsite对象需要米为单位的位置坐标，STL文件可能使用其他单位。如果STL文件不使用度量，则必须在将模型导入Site Viewer之前缩放它。
读取STL文件作为三角测量对象。该文件模拟了一个有一张桌子和四把椅子的小会议室。
TR = stlread(“conferenceroom.stl”）;
缩放坐标并创建一个新的三角测量对象。在本例中，假设从STL单位到米的转换系数为0.9．
量表= 0.9;scaledPts = TR.Points * scale;TR_scaled =三角测量(TR.ConnectivityList,scaledPts);
查看新三角测量对象使用站点查看器。或者，您可以保存新的三角测量对象作为STL文件stlwrite函数。
查看器= siteviewer(“SceneModel”, TR_scaled);
创建并显示一个靠近墙壁的发送站点和一个桌子下面的接收站点。使用以米为单位的笛卡尔坐标指定位置。
Tx = txsite(“笛卡儿”，.．.“AntennaPosition”, (-1.25;-1.25;1.9),.．.“TransmitterFrequency”, 2.8 e9);显示(tx,“ShowAntennaHeight”rx = rxsite(“笛卡儿”，.．.“AntennaPosition”, (0.3;0.2;0.5]);显示(rx,“ShowAntennaHeight”假)
通过左键单击进行平移，通过右键单击或使用滚轮进行缩放，通过单击中间按钮并拖动或按下来旋转可视化Ctrl左键点击和拖动。
创建一个笛卡尔坐标的射线跟踪传播模型，该模型由MATLAB使用射线追踪对象。计算到的射线1反射和1衍射。设置表面材质为木头。默认情况下，模型使用SBR方法。
pm =传播模型(“射线”，.．.“CoordinateSystem”，“笛卡儿”，.．.．“MaxNumReflections”, 1.．.“MaxNumDiffractions”, 1.．.“SurfaceMaterial”，“木”）;
计算传播路径，并将结果作为单元格数组返回comm.Ray对象。提取并绘制射线。
R = raytrace(tx,rx,pm);R = R {1};图(右)
单击某条射线，查看该射线的信息。
输入参数
输出参数
版本历史
R2019b引入R2022b:SBR方法具有精确的几何精度
当您使用SBR方法找到传播路径时，MATLAB会使用单精度浮点计算对结果进行修正，以便每个路径的几何精度是精确的。在以前的版本中，路径具有近似的几何精度。
例如，这段代码通过使用默认的SBR方法查找发射器和接收器之间的传播路径，并将路径返回为comm.Ray对象。在R2022b中，光线跟踪函数找到7条传播路径。在早期版本中，该函数近似于8条传播路径，其中一条是重复路径。
(建筑=“hongkong.osm”）;tx = txsite(纬度=22.2789，经度=114.1625，天线高度=10，.．.TransmitterPower = 5, TransmitterFrequency = 28 e9);rx = rxsite(纬度=22.2799，经度=114.1617，天线高度=1);rSBR = raytrace(tx,rx)
| R2022b | R2022a |
|---|---|
rSBR = 1×1单元阵列{1×7 com . ray}
|
rSBR = 1×1单元阵列{1×8 com . ray}
|
R2022b中使用SBR方法计算的路径与使用图像方法计算的路径更接近。图像方法以精确的几何精度找到所有可能的路径。例如，这段代码使用图像方法来查找同一发射机和接收机之间的传播路径。
(建筑=“hongkong.osm”）;tx = txsite(纬度=22.2789，经度=114.1625，.．.AntennaHeight = 10, TransmitterPower = 5,.．.TransmitterFrequency = 28 e9);rx = rxsite(纬度=22.2799，经度=114.1617，.．.AntennaHeight = 1);pm =传播模型(“射线”方法=“图像”, MaxNumReflections = 2);rmage = raytrace(tx,rx,pm)
图像= 1×1单元阵列{1×7 com . ray}
在这种情况下，SBR方法与图像方法找到相同数量的传播路径。一般情况下，SBR方法查找图像方法找到的路径的子集。当图像和SBR方法都找到相同的路径时，路径上的点在单精度浮点值的机器精度公差范围内是相同的。
这段代码比较路径损耗，误差范围为0.0001，采用SBR法和图像法计算。
abs([rSBR{1}.PathLoss]-[rImage{1}.PathLoss]) < 0.0001
Ans = 1×7逻辑阵列1 1 1 1 1 1 1 1
路径损耗在规定的公差范围内是相同的。
结果，光线跟踪函数可以在R2022b中返回与以前版本不同的结果。
该函数可以返回不同数量的
comm.Ray对象，因为它会丢弃无效或重复的路径。函数可以返回不同的值
comm.Ray对象，因为它计算精确路径而不是近似路径。
您也可以从以下列表中选择一个网站: