无线信号传播三维射线追踪算法（Radio Propagation Ray Tracing）

liuzk423

无线信号传播三维射线追踪算法（Radio Propagation Ray Tracing）在通信工程和电磁学中用于模拟无线电波在复杂环境中的传播路径。该算法的基本步骤如下：

• 场景构建：
  

• 首先，需要构建一个包含发射源、接收器以及各种障碍物（如建筑物、地形等）的三维模型。这些模型通常由精确的几何形状和材质参数（反射系数、折射系数、衰减系数等）描述。
  

• 射线生成：
  

• 从发射源出发，沿着各个可能的方向发射射线。可以使用笛卡尔坐标系下的多个方向，或者利用球面谐波函数生成更密集的随机或规则方向集合。
  

• 射线与物体求交：
  

• 对于每条射线，通过数学方法计算其与场景中每个物体的交点。这一步骤通常涉及线-面/线-体的几何求解，并考虑射线是否进入或离开介质时的速度变化（折射效应）。
  

• 路径损耗计算：
  

• 当射线与物体发生交点时，根据物体材料特性计算反射、折射和吸收引起的信号强度损失。若射线到达接收器，则累计所有路径上的损耗来确定接收信号强度。
  

• 多径传播处理：
  

• 在真实环境中，无线信号可能经过多次反射或多条路径到达接收器。因此，在射线追踪过程中需要考虑主要路径和其他多径传播路径的影响。
  

• 统计分析与结果输出：
  

• 对大量射线路径进行统计分析，计算出概率分布图或其他相关指标，如路径损耗分布、覆盖概率、信干比(SNR)等，并将结果以图像或数据的形式输出。