光线跟踪

显示或计算射频传播射线

语法

光线跟踪(tx, rx)

光线跟踪(tx, rx propmodel)

光线跟踪(___、名称、值)

射线=光线跟踪(___)

描述

的光线跟踪功能块或利用射线追踪计算传播路径与表面几何定义的“地图”财产。每个策划传播路径是彩色根据接收功率(dBm)或路径损耗(dB)沿着路径。射线跟踪分析包括表面反射,但不包括从衍射效应,折射、散射。这个函数是操作频率从100兆赫到100兆赫。有关更多信息,请参见选择一个传播模型。

例子

光线跟踪(tx,处方)显示发射机网站的传播路径(tx)到接收器的网站(处方)在当前网站查看器通过使用射击和弹跳射线与两反射(SBR)方法。

例子

光线跟踪(tx,处方,propmodel)显示发射机网站的传播路径(tx)到接收器的网站(处方)根据指定的传播模型。输入建筑物和地形资料计算路径损耗,创建一个射线追踪的传播模型使用propagationModel功能和设置属性来指定建筑材料。

光线跟踪(___,名称,值)指定选项使用一个或多个名称参数除了输入参数在以前的语法。

射线=光线跟踪(___)返回的传播路径射线。

例子

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阻塞和反射路径使用光线追踪

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显示反射传播路径在芝加哥使用与SBR法射线追踪分析

在芝加哥发射场观众与建筑。关于osm文件的更多信息,请参阅[1]。

观众= siteviewer (“建筑”,“chicago.osm”);

创建一个发射机网站在建设和接收机附近另一座大楼。

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)

阻碍视线。

洛杉矶(tx, rx)

使用射线追踪显示反射传播路径与两个倒影。

光线跟踪(tx, rx)

附录

[1]osm文件下载https://www.openstreetmap.org,它提供了访问世界各地的众包地图数据。数据开放数据共享开放数据库许可下的(ODbL),https://opendatacommons.org/licenses/odbl/。

信号强度使用光线追踪传播模型

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在芝加哥发射场观众与建筑。关于osm文件的更多信息,请参阅[1]。

观众= siteviewer (“建筑”,“chicago.osm”);

创建一个发射机网站建设。

tx = txsite (“人肉搜索”,41.8800,…“经”,-87.6295,…“TransmitterFrequency”,2.5 e9);

创建一个接收机附近另一座大楼。

rx = rxsite (“人肉搜索”,41.881352,…“经”,-87.629771,…“AntennaHeight”,30);

计算信号强度通过使用光线追踪传播模型。默认情况下,射线跟踪模型使用SBR法,并执行视距和two-reflection分析。

点= propagationModel (“射线”);ssTwoReflections = sigstrength (rx, tx, pm)

ssTwoReflections = -54.3015

情节SBR的传播路径两反射。

光线跟踪(tx, rx点)

计算与分析两个反射信号强度,其中总接收功率是累积的所有传播路径

点。米一个xNumReflections=5; ssFiveReflections = sigstrength(rx,tx,pm)

ssFiveReflections = -53.3889

观察材料代替默认的混凝土材料的影响与完美的反射器。

点。BuildingsMaterial =“perfect-reflector”;ssPerfect = sigstrength (rx, tx, pm)

ssPerfect = -39.6703

情节SBR的传播路径5反射。

光线跟踪(tx, rx点)

附录

由于材料反射和大气路径损耗

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计算路径损失材料反射在香港和大气。配置一个射线跟踪模型使用射击和弹跳射线法(SBR) 5反射。

发射地点在香港观众与建筑。关于osm文件的更多信息,请参阅[1]。

观众= siteviewer (“建筑”,“hongkong.osm”);

定义网站发射机和接收机模型小细胞的情况下在一个密集的城市环境。

tx = txsite (“名称”,“小细胞发射机”,…“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);

创建一个完美的反射光线追踪传播模型5反射。射线追踪方法指定为拍摄和弹跳射线(SBR)。

点= propagationModel (“射线”,…“方法”,“sbr”,…“AngularSeparation”,“低”,…“MaxNumReflections”5,…“BuildingsMaterial”,“perfect-reflector”,…“TerrainMaterial”,“perfect-reflector”);

形象化的传播路径和计算相应的路径损失。

光线跟踪(tx, rx,点,“类型”,“pathloss”rx) raysPerfect =光线跟踪(tx,点,“类型”,“pathloss”);plPerfect = [raysPerfect {1} .PathLoss]

plPerfect =1×13104.2656 103.5720 112.0095 109.3152 111.2814 112.0011 112.4436 108.1516 111.2827 111.3898 117.7513 116.5894 117.7638

后再计算和可视化传播路径配置材料反射损失通过设置建筑和地形资料类型的传播模型。第一个值是不变的,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”rx) raysMtrls =光线跟踪(tx,点,“类型”,“pathloss”);plMtrls = [raysMtrls {1} .PathLoss]

plMtrls =1×13104.2656 106.1294 119.2408 121.2477 122.4096 121.5561 126.9482 124.1615 122.8182 127.5476 139.0676 140.5833 153.3285

再计算和可视化与大气传播路径损失通过添加大气传播模型。

点=点+ propagationModel (“雨”)+ propagationModel (“气”);光线跟踪(tx, rx,点,“类型”,“pathloss”rx) raysAtmospheric =光线跟踪(tx,点,“类型”,“pathloss”);plAtmospheric = [raysAtmospheric {1} .PathLoss]

plAtmospheric =1×13105.3245 107.1891 121.8260 123.1432 124.9966 124.1453 129.6661 126.0578 125.4086 130.2655 143.0507 144.5666 157.3145

附录

可视化在会议室光线追踪

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这个例子展示了如何:

规模一个STL文件的模型使用单位米。
在网站查看器查看按比例缩小的模型。
使用射线追踪计算和显示传播路径从发射机到接收机。

当笛卡儿txsite和rxsite对象需要位置坐标以米、STL文件可能使用其他单位。如果您的STL文件不使用米,您之前必须规模模型导入到网站查看器。

读一个STL文件作为一个三角测量对象。文件模型的一个小会议室里有一个桌子和四把椅子。

TR = stlread (“conferenceroom.stl”);

坐标和创建一个新的规模三角测量对象。对于这个示例,假设的转换因子STL单位是米0.9。

规模= 0.9;scaledPts = TR.Points *规模;TR_scaled =三角(TR.ConnectivityList scaledPts);

查看新三角测量使用网站查看器对象。或者,您可以保存新三角测量通过使用对象作为一个STL文件stlwrite函数。

观众= siteviewer (“SceneModel”,TR_scaled);

创建和显示一个发射机靠近墙和一个接收站点在桌子底下。指定的位置在米使用笛卡尔坐标。

tx = txsite (“笛卡儿”,…“AntennaPosition”,(-1.25;-1.25;1.9),…“TransmitterFrequency”,2.8 e9);显示(tx,“ShowAntennaHeight”假)rx = rxsite (“笛卡儿”,…“AntennaPosition”,(0.3;0.2;0.5]);显示(rx,“ShowAntennaHeight”假)

盘通过左击,使用滚轮缩放或单击右键,点击中间的按钮和旋转可视化和拖动或按Ctrl左击并拖动。

创建一个笛卡尔坐标传播射线跟踪模型。射线追踪方法指定为拍摄和弹跳射线(SBR)。计算到的射线2反射。集木材的表面材料。

点= propagationModel (“射线”,…“CoordinateSystem”,“笛卡儿”,…“方法”,“sbr”,…“MaxNumReflections”2,…“SurfaceMaterial”,“木”);

计算并返回结果作为传播路径comm.Ray对象。提取和情节的射线。

r =光线跟踪(tx, rx点);r = {1};图(右)

视图信息射线通过点击它。

输入参数

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`tx`- - - - - -发射机的网站
`txsite`对象|的数组`txsite`对象

发射机的网站,作为一个指定txsite对象或数组txsite对象。如果接收方网站指定为数组,那么每个发射机的传播路径绘制每个接收机的网站。

`处方`- - - - - -接收机的网站
`rxsite`对象|的数组`rxsite`对象

接收机的网站,作为一个指定rxsite对象或数组rxsite对象。如果发射机网站指定为数组,那么每个发射机的传播路径绘制每个接收机的网站。

`propmodel`- - - - - -传播模型
特征向量|字符串|射线跟踪模型创建与传播`propagationModel`

传播模型,指定为一个特征向量,一个字符串,或传播射线跟踪模型的创建propagationModel函数。默认值是射线追踪的射线跟踪传播模型,采用SBR方法随着反射的最大数量2。

指定一个射线跟踪传播模型,计算不同数量的倒影,创建一个射线追踪通过使用对象propagationModel功能和设置MaxNumReflections财产。

名称-值参数

指定可选的双参数作为Name1 = Value1,…,以=家,在那里的名字参数名称和吗价值相应的价值。名称-值参数必须出现在其他参数,但对的顺序无关紧要。

R2021a之前,用逗号来分隔每一个名称和值,并附上的名字在报价。

例子:“类型”、“力量”

`类型`- - - - - -类型的量
`“权力”`(默认)|`“pathloss”`

情节类型的数量,指定为逗号分隔组成的“类型”和“权力”dBm或“pathloss”在dB。

当你指定“权力”,每个路径是沿着路径颜色根据接收功率。当你指定“pathloss”根据路径损耗,每个路径颜色沿着路径。

Friis方程是用来计算接收到的力量:

$P_{r x} = P_{t x} + G_{t x} + G_{r x} - l - l_{t x} - l_{r x}$

地点:

P_处方是沿着路径接收功率。
P_txtx.TransmitterPower中定义的传输能量。
G_tx是tx的天线增益的方向离去角(AoD)。
G_处方是rx的天线增益的方向的着陆角度(AoA)。
l沿着路径的路径损耗计算。
l_tx是系统的发射机tx.SystemLoss中定义。
l_处方是系统的接收机rx.SystemLoss中定义。

数据类型:字符

`PropagationModel`- - - - - -类型的传播模型进行射线追踪分析
`射线追踪的`(默认)|射线跟踪模型创建与传播`propagationModel`

类型的传播模型射线追踪分析,指定为逗号分隔组成的“PropagationModel”和射线追踪的或传播射线跟踪模型的创建propagationModel函数。如果您指定射线追踪的,那么光线跟踪函数计算传播路径通过使用SBR方法2的反射光线追踪传播模型对象的配置

进行光线追迹分析使用图像方法相反,指定使用创建传播模型propagationModel函数。这个代码显示了如何创建一个传播模型,利用图像的方法。

点= propagationModel (射线追踪的,“方法”,“图像”);

图像信息差异和SBR方法,明白了选择一个传播模型。

数据类型:字符

`ColorLimits`- - - - - -颜色限制colormap
双元素数字行向量

颜色限制colormap,指定为逗号分隔组成的“ColorLimits”双元素数字和一个行向量的形式(最小最大)。的单位和默认值的颜色限制依赖的价值“类型”参数:

“权力”在dBm -单位,默认值是-120年[5]。
“pathloss”在dB -单位,默认值是[45 160]。

颜色限制显示的值映射到colormap第一个和最后一个颜色。传播路径值低于最低的颜色限制不是策划。

数据类型:双

`Colormap`- - - - - -Colormap着色传播路径
`“喷气机”`(默认)|预定义的彩色地图的名字|米3 RGB的数组

Colormap着色传播路径,指定为逗号分隔组成的“Colormap”和一个预定义的颜色名称或一个地图米3组RGB(红、蓝、绿)定义的三胞胎米个人色彩。

数据类型:字符|双

`ShowLegend`- - - - - -地图显示颜色的传说
`真正的`(默认)|`假`

地图,显示颜色传说指定为逗号分隔组成的“ShowLegend”和真正的或假。

数据类型:逻辑

`地图`- - - - - -地图可视化或表面数据
`siteviewer`对象|`三角测量`对象|字符串标量|特征向量

地图可视化或表面数据,指定为一个siteviewer对象,三角测量对象、字符串标量或一个特征向量。有效和默认值取决于坐标系统。

坐标系统	有效的映射值	默认映射值
`“地理”`	一个`siteviewer`对象^一个。一个地形的名字,如果和一个输出参数函数被调用。有效的地形名称`“没有”`,`“gmted2010”`,或者自定义的名称地形数据添加使用`addCustomTerrain`。	当前的`siteviewer`对象或一个新的`siteviewer`如果没有开放的对象。 `“gmted2010”`,如果输出的函数被调用。
`“笛卡儿”`	`“没有”`。一个`siteviewer`对象。一个STL文件的名称。一个`三角测量`对象。	`“没有”`。
^一个对齐的边界和区域标签功能的演示数据提供的供应商,不意味着MathWorks背书^®。

数据类型:字符|字符串

输出参数

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`射线`-射线配置对象
米——- - - - - -N单元阵列

光线的配置,作为一个返回米——- - - - - -N单元阵列,米是发射机的数量网站和N是接收站点的数量。每个单元的元素是一个行向量comm.Ray对象代表所有相应的网站发射机和接收机之间的射线发现网站。在每一个行向量comm.Ray发射机接收机互动类型相同的对象组合在一起,组是按照字母顺序排列,然后通过提升反射。在每一组中,射线是由传播距离增加。

版本历史

介绍了R2019b

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R2022b:SBR法发现路径与精确的几何精度

当你发现传播路径采用SBR法,MATLAB^®纠正结果以便每条路径的几何精度准确,使用单精度浮点计算。在以前的版本中,路径近似几何精度。

例如,此代码发现发射机和接收机之间的传播路径通过使用默认SBR方法并返回路径comm.Ray对象。在R2022b,光线跟踪函数发现七传播路径。在更早的版本中,函数接近八传播路径,其中一个是重复的路径。

观众= = siteviewer(建筑“hongkong.osm”);tx = txsite(经度纬度= 22.2789 = 114.1625,AntennaHeight = 10,…TransmitterPower = 5, TransmitterFrequency = 28 e9);rx = rxsite(经度纬度= 22.2799 = 114.1617,AntennaHeight = 1);rx rSBR =光线跟踪(tx)光线跟踪(tx, rx)

R2022b	R2022a
rSBR = 1×1单元阵列{1×7 comm.Ray}	rSBR = 1×1单元阵列{1×8 comm.Ray}

路径计算采用SBR法在R2022b更紧密地与路径计算图像对齐方法。图像方法找到所有可能的路径与精确的几何精度。例如,这个代码使用图像方法找到相同的发射机和接收机之间的传播路径。

观众= = siteviewer(建筑“hongkong.osm”);tx = txsite(经度纬度= 22.2789 = 114.1625,…AntennaHeight = 10, TransmitterPower = 5,…TransmitterFrequency = 28 e9);rx = rxsite(经度纬度= 22.2799 = 114.1617,…AntennaHeight = 1);点= propagationModel (“射线”方法=“图像”,MaxNumReflections = 2);rImage =光线跟踪(tx, rx, pm)

rImage = 1×1单元阵列{1×7 comm.Ray}

在这种情况下,SBR法发现相同数量的传播路径图像的方法。在一般情况下,SBR法发现的一个子集路径发现图像的方法。当图像和SBR方法找到相同的路径,路径上的点是相同的机器精度的公差内单精度浮点值。

这段代码比较的路径损失,在宽容的0.0001SBR和图像计算的方法。

abs ([rSBR {1} .PathLoss] - [rImage {1} .PathLoss]) < 0.0001

ans = 1×7逻辑数组1 1 1 1 1 1 1

指定的公差内的路径损失是一样的。

结果,光线跟踪函数可以返回不同的结果与以前的版本相比,R2022b。

函数可以返回一个不同的数量的comm.Ray因为它丢弃对象无效或重复的路径。
函数可以返回不同comm.Ray对象,因为它计算精确的路径,而不是近似路径。

R2022a:`NumReflections`名称-值参数将被删除

的NumReflections名称-值参数将在未来的版本中被删除。的NumReflections名称-值参数现在只适用于图像光线追踪方法。相反,通过创建一个传播模型propagationModel函数的MaxNumReflections名称-值参数。然后,使用光线跟踪函数与传播模型作为输入。这个例子展示了推荐的工作流。

点= propagationModel(“射线”,…“方法”、“形象”、“MaxNumReflections ", 2);射线=光线跟踪(tx, rx点);

R2021b:`光线跟踪`函数使用SBR法

从R2021b,光线跟踪函数使用射击和弹跳射线(SBR)默认方法和计算两个倒影。在以前的版本中,光线跟踪函数使用图像方法和计算一个反射。

显示或计算射频传播射线使用图像方法相反,通过创建一个传播模型propagationModel函数。然后,使用光线跟踪函数与传播模型作为输入。这个例子展示了如何更新你的代码。

点= propagationModel (射线追踪的,“方法”,“图像”);光线跟踪(tx, rx点)

SBR和图像信息的方法,请参阅选择一个传播模型。

从R2021b开始,所有射频传播功能默认使用SBR方法,计算两个倒影。有关更多信息,请参见默认的建模方法是射击和弹跳射线法。

另请参阅

光线跟踪

语法

描述

例子

阻塞和反射路径使用光线追踪

信号强度使用光线追踪传播模型

由于材料反射和大气路径损耗

可视化在会议室光线追踪

输入参数

tx- - - - - -发射机的网站txsite对象|的数组txsite对象

处方- - - - - -接收机的网站rxsite对象|的数组rxsite对象

propmodel- - - - - -传播模型特征向量|字符串|射线跟踪模型创建与传播propagationModel

名称-值参数

类型- - - - - -类型的量“权力”(默认)|“pathloss”

PropagationModel- - - - - -类型的传播模型进行射线追踪分析射线追踪的(默认)|射线跟踪模型创建与传播propagationModel

ColorLimits- - - - - -颜色限制colormap双元素数字行向量

Colormap- - - - - -Colormap着色传播路径“喷气机”(默认)|预定义的彩色地图的名字|米3 RGB的数组

ShowLegend- - - - - -地图显示颜色的传说真正的(默认)|假

地图- - - - - -地图可视化或表面数据siteviewer对象|三角测量对象|字符串标量|特征向量

输出参数

射线-射线配置对象米——- - - - - -N单元阵列

版本历史

R2022b:SBR法发现路径与精确的几何精度

R2022a:NumReflections名称-值参数将被删除

R2021b:光线跟踪函数使用SBR法

另请参阅

功能

对象

主题

`tx`- - - - - -发射机的网站
`txsite`对象|的数组`txsite`对象

`处方`- - - - - -接收机的网站
`rxsite`对象|的数组`rxsite`对象

`propmodel`- - - - - -传播模型
特征向量|字符串|射线跟踪模型创建与传播`propagationModel`

`类型`- - - - - -类型的量
`“权力”`(默认)|`“pathloss”`

`PropagationModel`- - - - - -类型的传播模型进行射线追踪分析
`射线追踪的`(默认)|射线跟踪模型创建与传播`propagationModel`

`ColorLimits`- - - - - -颜色限制colormap
双元素数字行向量

`Colormap`- - - - - -Colormap着色传播路径
`“喷气机”`(默认)|预定义的彩色地图的名字|米3 RGB的数组

`ShowLegend`- - - - - -地图显示颜色的传说
`真正的`(默认)|`假`

`地图`- - - - - -地图可视化或表面数据
`siteviewer`对象|`三角测量`对象|字符串标量|特征向量

`射线`-射线配置对象
米——- - - - - -N单元阵列

R2022a:`NumReflections`名称-值参数将被删除

R2021b:`光线跟踪`函数使用SBR法