RU2767770C2 - Способ и устройство поиска траектории распространения - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к беспроводной связи и, в частности, к поиску траектории распространения радиосигнала. Технический результат заключается в решении проблемы в уровне техники, касающейся потерь в траектории из-за увеличения расстояния, и повышении точности модели распространения. Предложены способ и устройство поиска траектории распространения радиосигнала, которые включают: задание целевого трехмерного объекта, где целевой трехмерный объект приспособлен описывать полное пространство; установку точки передачи сигнала во внутреннем пространстве целевого трехмерного объекта для выполнения моделирования начального пучка лучей точечного источника сигнала, где точка передачи сигнала используется для передачи начального пучка лучей; отслеживание каждого начального пучка лучей для определения варианта распространения, формируемого каждым начальным пучком лучей в трехмерном объекте; и определение того, что траектория, соответствующая целевому пучку лучей, является фактической траекторией, когда целевой пучок лучей достигает точки приема сигнала, где целевой пучок лучей включен в каждый начальный пучок лучей или получен после того, как начальный пучок лучей разделен или изменен. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 13 ил.

Description

Настоящая заявка испрашивает приоритет заявки на патент Китая №. 201711245683.7, поданной в патентное ведомство Китая 30 ноября 2017 г. и озаглавленной «СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ПОИСКА ТРАЕКТОРИИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ» («PROPAGATION PATH SEARCH METHOD AND APPARATUS»), которая включена в данный документ в качестве ссылки во всей своей полноте.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области беспроводной связи и, в частности, к способу и устройству поиска траектории распространения.

Уровень техники

С развитием индустрии 5G к радиоинтерфейсу применяется совершенно новый спектр (например, 28 ГГц и 39 ГГц). Небольшое расстояние покрытия (расстояние высокочастотного покрытия обычно находится в пределах 500 метров) и сложные сценарии развертывания предъявляют новые требования к планированию беспроводной сети. В областях сетевого планирования и моделирования радиосигналов требуется точная модель потерь в траектории распространения радиосигнала. Модель трассировки лучей считается одной из ключевых технологий для точного прогнозирования потерь в траектории распространения сигнала. После того, как радиосигнал передается антенной передатчика, сигнал в основном передается в приемник пользователя пятью вариантами: коллинеация, пропускание, отражение, дифракция и рассеяние. Как правило, модель трассировки лучей используется для моделирования пяти типов вариантов распространения сигнала. Исследования в модели трассировки лучей обычно делятся на четыре этапа, показанные на Фиг.1. Этап 102 является базовым модулем в модели распространения через трассировку лучей. Точность поиска траектории напрямую влияет на точность прогнозирования радиосигнала. Этап 102 также является самым трудоемким, на который обычно приходится от 70% до 90% всего расчета модели.

В предшествующем уровне техники, посредством выполнения моделирования выборки траектории сигнала на передатчике, конкретное количество данных начальных лучей (ray) передается наружу, чтобы отследить траекторию распространения каждого луча для получения траектории коллинеации, траектории передачи, траектории отражения, траектория дифракции и траектории рассеяния сигнала. Если луч достигает точки приема, то формируется траектория распространения сигнала; если луч не достигает точки приема, то формируется беспроводная траектория.

Однако в предшествующем уровне техники начальная выборка луча имеет проблему плотности выборки, эффект распространения сигнала в полном пространстве не может быть точно отражен, и существует случай, когда не все траектории обнаруживаются. Например, если выборка лучей выполняется каждый 1°, то количество начальных выборочных лучей составляет 64800. При увеличении расстояния распространения луча разрыв между лучами также увеличивается синхронно. Когда луч распространяется на 500 м, то разрыв между начальными лучами составляет 8,7 м. Этот разрыв приведет к потере в траектории, уменьшая точность.

Сущность изобретения

Варианты осуществления настоящего изобретения предоставляют способ и устройство поиска траектории распространения, используемые для решения проблемы в уровне техники, касающейся потерь в траектории из-за увеличения расстояния, и повышения точности модели распространения.

Первый аспект варианта осуществления настоящей заявки обеспечивает способ поиска траектории распространения, включающий в себя: задание целевого трехмерного объекта, причем целевой трехмерный объект приспособлен описывать полное пространство; установку точки передачи сигнала во внутреннем пространстве целевого трехмерного объекта для выполнения моделирования начального пучка лучей точечного источника сигнала, при этом точка передачи сигнала используется для передачи начального пучка лучей; отслеживание каждого начального пучка лучей для получения варианта распространения каждого начального пучка лучей в трехмерном объекте; и определение того, что траектория, соответствующая целевому пучку лучей, является фактической траекторией, когда целевой пучок лучей достигает точки приема сигнала, при этом целевой пучок лучей включен в каждый начальный пучок лучей или получен после того, как начальный пучок лучей разделен или изменен. В этом варианте осуществления настоящей заявки возможность поиска траектории в полном пространстве создается посредством формирования пучка лучей. Поскольку между соседними лучами существует пространственная корреляция, эффективность вычислений можно значительно повысить посредством превращения луча в пучок лучей, то есть пучок лучей (beam). Кроме того, все лучи в полном пространстве могут быть описаны посредством формирования пучка лучей, и может быть найдено больше траекторий распространения, гарантируя, что потери в траектории не произойдет при увеличении расстояния с такой эффективностью вычисления.

В возможном варианте воплощения в первой реализации первого аспекта в этом варианте осуществления настоящей заявки вариант распространения включает в себя коллинеацию, отражение, дифракцию, пропускание или рассеяние.

В возможном варианте воплощения во второй реализации первого аспекта в этом варианте осуществления настоящей заявки после отслеживания каждого начального пучка лучей и до определения того, что траектория, соответствующая целевому пучку лучей, является фактической траекторией, способ дополнительно включает в себя: выполнение моделирования на основе варианта распространения.

В возможном варианте воплощения, в третьей реализации первого аспекта в этом варианте осуществления настоящей заявки, когда вариант распространения является дифракцией, выполнение моделирования на основе варианта распространения включает в себя: получение поверхности дифракции, которая использует ребро дифракции в качестве нормали и которая проходит через точку передачи сигнала; использование окружности, которая имеет центр на пересечении ребра дифракции и поверхности дифракции и проходит через точку передачи сигнала, в качестве окружности дифракции; передачу луча из точки передачи сигнала через два конца ребра дифракции для получения поверхности пучка лучей, при этом поверхность пучка лучей расположена на другой стороне точки передачи сигнала относительно ребра дифракции; перемещение точки передачи сигнала по окружности дифракции для получения бесконечных соответствующих поверхностей пучка лучей; и использование пространства, образованного бесконечными поверхностями пучка лучей, в качестве пространства, в котором расположен новый пучок лучей, сформированный после дифракции, при этом новый пучок лучей, сформированный после дифракции, включает в себя по меньшей мере один пучок лучей.

В возможном варианте воплощения, в четвертой реализации первого аспекта в этом варианте осуществления настоящей заявки, когда вариант распространения является отражением, выполнение моделирования на основе варианта распространения включает в себя: определение поверхности экранирования, при этом поверхность экранирования используется для отражения пучка лучей, передаваемого из точки передачи сигнала; определение пространства, образованного пучком лучей до отражения, в качестве пространства пучка, при этом контактная поверхность между пространством пучка лучей и поверхностью экранирования является конечной поверхностью пространства пучка лучей, и часть пространства пучка’ на той же стороне, что и фактическое пространство пучка, является фактическим пространством пучка’ лучей; выполнение пространственного зеркального отображения пространства пучка лучей на основе поверхности экранирования для получения пространства пучка’ лучей, при этом контактная поверхность между пространством пучка’ лучей и поверхностью экранирования является начальной поверхностью пространства пучка’ лучей, и часть пространства пучка’ лучей на той же стороне, что и фактическое пространство пучка лучей, является фактическим пространством пучка’ лучей; и отражение пучка лучей, переданного точкой передачи сигнала, на поверхность экранирования для получения пространства отражения, причем пространство отражения включает в себя фактическое пространство пучка лучей и фактическое пространство пучка’ лучей.

В возможном варианте воплощения, в пятой реализации первого аспекта в этом варианте осуществления настоящей заявки, когда вариантом распространения является пропускание, выполнение моделирования на основе варианта распространения включает в себя: продолжение пропускаемого пучка лучей и пересечение пропускаемого пучка лучей с первой поверхностью здания, при этом пропускаемый пучок лучей является пучком лучей конечной поверхности на второй поверхности здания, первая поверхность и вторая поверхность являются поверхностями здания, а первая поверхность и вторая поверхность являются разными поверхностями.

В возможном варианте воплощения в шестой реализации первого аспекта в этом варианте осуществления настоящей заявки, когда вариант распространения является рассеянием, выполнение моделирования на основе варианта распространения включает в себя: использование начального пучка лучей точечного источника сигнала для раздельного выполнения моделирования в точке передачи сигнала и точке приема сигнала для получения поверхности рассеяния, причем поверхность рассеяния является набором пересечений модели точки передачи сигнала и модели точки приема сигнала в видимой области поверхности экранирования; построение на основе точки передачи сигнала и точки приема сигнала первой пирамиды и второй пирамиды с использованием поверхности рассеяния в качестве нижней поверхности, причем точка передачи сигнала является вершиной первой пирамиды, а точка приема сигнала является вершиной второй пирамиды; и определение, что пространство, в котором расположена первая пирамида, и пространство, в котором расположена вторая пирамида, являются пространством, в котором находится пучок лучей после рассеяния.

В возможном варианте воплощения в седьмой реализации первого аспекта в этом варианте осуществления настоящей заявки отслеживание каждого начального пучка лучей для определения варианта распространения каждого начального пучка лучей в трехмерном объекте включает в себя: осуществление прохода каждого начального пучка лучей и поиска концевого узла, который пересекается с каждым исходным пучком лучей; и определение позиционной взаимосвязи между каждым начальным пучком лучей и ближайшей гранью для определения варианта распространения каждого начального пучка лучей в трехмерном объекте, причем ближайшая грань является первой гранью, которая пересекается с каждым начальным пучком лучей в пространстве концевого узла.

В возможном варианте воплощения в восьмой реализации первого аспекта вариантов осуществления настоящей заявки позиционная взаимосвязь включает в себя то, что пучок лучей не пересекается с гранью, пучок лучей частично пересекается с гранью, и пучок лучей полностью пересекается с гранью.

В возможном варианте воплощения в девятой реализации первого аспекта вариантов осуществления настоящей заявки, когда позиционная взаимосвязь состоит в том, что начальный пучок лучей не пересекается с гранью, после определения позиционной взаимосвязи между каждым начальным пучком лучей и ближайшей гранью способ дополнительно включает в себя: определение позиционной взаимосвязи между начальным пучком лучей и другой гранью в пространстве концевого узла.

В возможном варианте воплощения в десятой реализации первого аспекта вариантов осуществления настоящей заявки, когда позиционная взаимосвязь состоит в том, что начальный пучок лучей частично пересекается с гранью, после определения позиционной взаимосвязи между каждым начальным пучком лучей и ближайшей гранью, способ дополнительно включает в себя: разделение начального пучка лучей для получения не пересеченного пучка лучей и первого отраженного пучка лучей, сформированного пересеченным пучком лучей; помещение не пересеченного пучка лучей и первого отраженного пучка лучей в очередь, где очередь используется для хранения всех подлежащих обработке пучков лучей; определение, сталкивается ли начальный пучок лучей с ребром грани; и принятие решения сформировать новый дифрагированный пучок лучей, если начальный пучок лучей сталкивается с ребром грани.

В возможном варианте воплощения в одиннадцатой реализации первого аспекта вариантов осуществления настоящей заявки, когда позиционная взаимосвязь состоит в том, что начальный пучок лучей полностью пересекается с гранью, после определения позиционной взаимосвязи между каждым начальным пучком лучей и ближайшей гранью, способ дополнительно включает в себя: помещение второго отраженного пучка лучей, который сформирован пересечением начального пучка лучей и грани, в очередь, причем очередь используется для хранения всех подлежащих обработке пучков лучей; определение, сталкивается ли начальный пучок лучей с ребром грани; и принятие решения сформировать новый дифрагированный пучок лучей, если начальный пучок лучей сталкивается с ребром грани.

Второй аспект варианта осуществления настоящей заявки обеспечивает устройство поиска, включающее в себя: блок моделирования, выполненный с возможностью задания целевого трехмерного объекта, причем целевой трехмерный объект приспособлен описывать полное пространство; и блок моделирования дополнительно выполнен с возможностью установки точки передачи сигнала во внутреннем пространстве целевого трехмерного объекта для выполнения моделирования начального пучка лучей точечного источника сигнала, где точка передачи сигнала используется для передачи начального пучка лучей; блок отслеживания, выполненный с возможностью отслеживания каждого начального пучка лучей для определения варианта распространения каждого начального пучка лучей в целевом трехмерном объекте; и блок определения, выполненный с возможностью определения того, что траектория, соответствующая целевому пучку лучей, является фактической траекторией, когда целевой пучок лучей достигает точки приема сигнала, где целевой пучок лучей включен в каждый начальный пучок лучей или получен после того, как начальный пучок лучей разделен или изменен.

В возможном варианте воплощения в первой реализации второго аспекта в этом варианте осуществления настоящей заявки вариант распространения включает в себя коллинеацию, отражение, дифракцию, пропускание или рассеяние.

В возможном варианте воплощения во второй реализации второго аспекта в этом варианте осуществления настоящей заявки блок моделирования дополнительно выполнен с возможностью выполнения моделирования на основе варианта распространения.

В возможном варианте воплощения, в третьем варианте реализации второго аспекта в этом варианте осуществления настоящей заявки, когда вариант распространения является дифракцией, блок моделирования конкретно выполнен с возможностью получения поверхности дифракции, которая использует ребро дифракции в качестве нормали и которая проходит через точку передачи сигнала; использования окружности, которая имеет центр на пересечении ребра дифракции и поверхности дифракции и проходит через точку передачи сигнала, в качестве окружности дифракции;

передачи луча из точки передачи сигнала через два конца ребра дифракции для получения поверхности пучка лучей, где поверхность пучка лучей расположена на другой стороне точки передачи сигнала относительно ребра дифракции; перемещения точки передачи сигнала по окружности дифракции для получения бесконечных соответствующих поверхностей пучка лучей; и использования пространства, образованного бесконечными поверхностями пучка лучей, в качестве пространства, в котором расположен новый пучок лучей, сформированный после дифракции, где новый пучок лучей, сформированный после дифракции, включает в себя по меньшей мере один пучок лучей.

В возможном варианте воплощения, в четвертой реализации второго аспекта в этом варианте осуществления настоящей заявки, когда вариант распространения является отражением, блок моделирования конкретно выполнен с возможностью определения поверхности экранирования, где поверхность экранирования используется для отражения пучка лучей, переданного из точки передачи сигнала; определения пространства, образованного пучком лучей до отражения, в качестве пространства пучка лучей, где контактная поверхность между пространством пучка лучей и поверхностью экранирования является конечной поверхностью пространства пучка лучей, а часть пространства пучка’ лучей на той же стороне, что и фактическое пространство пучка лучей, является фактическим пространством пучка’ лучей; выполнения пространственного зеркального отображения пространства пучка лучей на основе поверхности экранирования для получения пространства пучка’ лучей, где контактная поверхность между пространством пучка’ лучей и поверхностью экранирования является начальной поверхностью пространства пучка’ лучей, и часть пространства пучка’ лучей на той же стороне, что и фактическое пространство пучка лучей, является фактическим пространством пучка’ лучей; и отражения пучка лучей, переданный точкой передачи сигнала, на поверхность экранирования для получения пространство отражения, где пространство отражения включает в себя фактическое пространство пучка лучей и фактическое пространство пучка’ лучей.

В возможном варианте воплощения, в пятой реализации второго аспекта в этом варианте осуществления настоящей заявки, когда вариант распространения является пропусканием, блок моделирования конкретно выполнен с возможностью продолжения пропускаемого пучка лучей и пересечения пропускаемого пучка лучей с первой поверхностью здания, где пропускаемый пучок лучей является пучком лучей конечной поверхности на второй поверхности здания, первая поверхность и вторая поверхность являются поверхностями здания, а первая поверхность и вторая поверхность являются разными поверхностями.

В возможном варианте воплощения в шестой реализации второго аспекта в этом варианте осуществления настоящей заявки, когда вариант распространения является рассеянием, блок моделирования конкретно выполнен с возможностью использования начального пучка лучей точечного источника сигнала для раздельного выполнения моделирования в точке передачи сигнала и точки приема сигнала для получения поверхности рассеяния, где поверхность рассеяния является набором пересечений модели точки передачи сигнала и модели точки приема сигнала в видимой области поверхности экранирования; построения на основе точки передачи сигнала и точки приема сигнала первой пирамиды и второй пирамиды с использованием поверхности рассеяния в качестве нижней поверхности, где точка передачи сигнала является вершиной первой пирамиды, а точка приема сигнала является вершиной второй пирамиды; и определения, что пространство, в котором расположена первая пирамида, и пространство, в котором расположена вторая пирамида, являются пространством, в котором находится пучок лучей после рассеяния.

В возможном варианте воплощения в седьмой реализации второго аспекта в этом варианте осуществления настоящей заявки блок отслеживания включает в себя модуль поиска, выполненный с возможностью осуществления прохода каждого начального пучка лучей и поиск концевого узла, который пересекается с каждым начальным пучком лучей; и модуль оценки, выполненный с возможностью определения позиционной взаимосвязи между каждым начальным пучком лучей и ближайшей гранью для определения варианта распространения каждого начального пучка лучей в трехмерном объекте, где ближайшая грань является первой гранью, которая пересекается с каждым начальным пучком лучей в пространстве концевого узла.

В возможном варианте воплощения в восьмом варианте реализации второго аспекта вариантов осуществления настоящей заявки позиционная взаимосвязь включает в себя то, что пучок лучей не пересекается с гранью, пучок лучей частично пересекается с гранью, и пучок лучей полностью пересекается с гранью.

В возможном варианте воплощения в девятой реализации второго аспекта в этом варианте осуществления настоящей заявки, когда позиционная взаимосвязь состоит в том, что начальный пучок лучей не пересекается с гранью, устройство поиска дополнительно включает в себя блок оценки, выполненный с возможностью определения позиционной взаимосвязи между начальным пучком лучей и другой гранью в пространстве концевого узла.

В возможном варианте воплощения, в десятой реализации второго аспекта в этом варианте осуществления настоящей заявки, когда позиционная взаимосвязь состоит в том, что начальный пучок лучей частично пересекается с гранью, устройство поиска дополнительно включает в себя: блок оценки, где блок оценки конкретно выполненный с возможностью разделения начального пучка лучей для получения не пересеченного пучка лучей и первого отраженного пучка лучей, сформированного пересеченным пучком лучей; помещения не пересеченного пучка лучей и первый отраженный пучок лучей в очередь, где очередь используется для хранения всех подлежащих обработке пучков лучей; оценивания, сталкивается ли начальный пучок лучей с ребром грани; и принятия решения сформировать новый дифрагированный пучок лучей, если начальный пучок лучей сталкивается с ребром грани.

В возможном варианте воплощения, в одиннадцатой реализации второго аспекта в этом варианте осуществления настоящей заявки, когда позиционная взаимосвязь состоит в том, что начальный пучок лучей полностью пересекается с гранью, устройство поиска дополнительно включает в себя: блок оценки, при этом блок оценки конкретно выполнен с возможностью помещения второго отраженного пучка лучей, который сформирован пересечением начального пучка лучей и грани, в очередь, где очередь используется для хранения всех подлежащих обработке пучков лучей; определения, сталкивается ли начальный пучок лучей с ребром грани; и принятия решения сформировать новый дифрагированный пучок лучей, если начальный пучок лучей сталкивается с ребром грани.

Третий аспект настоящей заявки предоставляет машиночитаемый носитель. Машиночитаемый носитель хранит инструкции, и когда инструкции исполняются на компьютере, компьютером обеспечивается выполнение способов в соответствии с вышеизложенными аспектами.

Четвертый аспект настоящей заявки обеспечивает компьютерный программный продукт, включающий в себя инструкции, и когда компьютерный программный продукт исполняется на компьютере, компьютером обеспечивается выполнение способов в соответствии с вышеупомянутыми аспектами.

Из технического решения, описанного выше, варианты осуществления настоящего изобретения имеют следующие преимущества, включающие в себя: задание целевого трехмерного объекта, где целевой трехмерный объект приспособлен описывать полное пространство; установку точки передачи сигнала во внутреннем пространстве целевого трехмерного объекта для выполнения моделирования начального пучка лучей точечного источника сигнала, где точка передачи сигнала используется для передачи начального пучка лучей; отслеживание каждого начального пучка лучей для определения способа распространения каждого начального пучка лучей в трехмерном объекте; и определение того, что траектория, соответствующая целевому пучку лучей, является фактической траекторией, когда целевой пучок лучей достигает точки приема сигнала. В этом варианте осуществления настоящей заявки возможность поиска траектории в полном пространстве создается посредством формирования пучка лучей. Поскольку между соседними лучами существует пространственная корреляция, то эффективность вычислений можно значительно повысить посредством превращения луча в пучок лучей, то есть пучок лучей (beam). Кроме того, все лучи в полном пространстве могут быть описаны посредством формирования пучка лучей, и может быть найдено больше траекторий распространения, гарантируя, что потери в траектории не произойдет при увеличении расстояния с такой эффективностью вычисления.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 представляет собой схематическую блок-схему модели трассировки лучей в предшествующем уровне техники;

Фиг.2 является схемой модели двоичного дерева в предшествующем уровне техники;

Фиг.3 является блок-схемой последовательности операций возможного способа поиска траектории распространения согласно одному варианту осуществления настоящей заявки;

Фиг.4 является возможным схематическим представлением моделирования согласно одному варианту осуществления настоящей заявки;

Фиг.5 является другим возможным схематическим представлением моделирования согласно одному варианту осуществления настоящей заявки;

Фиг.6А является другим возможным схематическим представлением моделирования согласно одному варианту осуществления настоящей заявки;

Фиг.6B является другим возможным схематическим представлением моделирования согласно одному варианту осуществления настоящей заявки;

Фиг.7 является другим возможным схематическим представлением моделирования согласно одному варианту осуществления настоящей заявки;

Фиг.8 является другим возможным схематическим представлением моделирования согласно одному варианту осуществления настоящей заявки;

Фиг.9 является другим возможным схематическим представлением моделирования согласно одному варианту осуществления настоящей заявки;

Фиг.10 является другим возможным схематическим представлением моделирования согласно одному варианту осуществления настоящей заявки;

Фиг.11 является другим возможным схематическим представлением моделирования согласно одному варианту осуществления настоящей заявки;

Фиг.12 является структурной схемой возможного устройства поиска согласно одному варианту осуществления настоящей заявки; и

Фиг.13 является структурной схемой другого возможного устройства поиска согласно одному варианту осуществления настоящей заявки.

Описание вариантов осуществления

Варианты осуществления настоящего изобретения предоставляют способ поиска траектории распространения и устройство поиска траектории, используемые для решения проблемы в уровне техники, касающейся потери в траектории из-за увеличенного расстояния, и повышения точности модели распространения.

Нижеследующее четко и полностью описывает технические решения в вариантах осуществления данной заявки со ссылкой на прилагаемые чертежи в вариантах осуществления настоящей заявки. Очевидно, описанные варианты осуществления являются лишь некоторыми, но не всеми вариантами осуществления настоящей заявки. Все другие варианты осуществления, полученные специалистом в данной области техники на основе вариантов осуществления настоящей заявки без творческих усилий, должны попадать в область защиты настоящей заявки.

Трассировка лучей (ray-tracing) обычно используется для прогнозирования распространения радиосигналов. Точность трассировки лучей определяет точность результата прогнозирования. Основная концепция заключается в том, что сначала определяется местоположение источника передачи, и все траектории распространения лучей в месте приема определяются на основе особенностей и распределения здания на карте, а затем определяются потери на отражение и дифракцию. В настоящее время модель трассировки лучей, основанная на геометрической оптике и согласующейся теории дифракции, обычно используется для исследования влияния географических и рельефных деталей на распространение радиоволн, поэтому используется модель прогнозирования для точного исследования характеристик потерь в траектории и распределения напряженности поля электромагнитных волн.

В реальном применении модель трассировки лучей обычно может включать в себя четыре этапа, показанные на Фиг.1. 101. Моделирование сценария. 102. Поиск траектории. 103. Вычисление сигнала. 104. Объединение мощностей.

Этап 101. Моделирование сценария.

Моделирование сценария заключается в создании базы данных окружающего здания в соте. В базе данных здание в соте упрощается до объединения граней, аи для вычисления извлекается информация о грани, клине и вершине. Поэтому распространение радиоволн в соте упрощается до некоторых объединений коллинеации, отражения и дифракции. Траектория распространения может быть получена с использованием технологии трассировки лучей. Поскольку в реальной среде имеется большое количество зданий, прямая трассировка лучей требует много итераций, поэтому необходимы некоторые ускоряющие технологии. Зеркальное отображение (зеркалирование), подушкообразное преобразование и пространственное объемное разделение (space volumetric portioning, SVP) являются такими технологиями ускорения. Технология SVP может эффективно сократить количество проверок на предмет блокировки лучей, что значительно повышает эффективность трассировки лучей. Поэтому моделирование сценария может включать в себя следующие два этапа. (1) Подготовка данных о здании. (2) Разделение пространства и формирование древовидного представления. Подготовка данных здания заключается в преобразовании информации о здании в грань (поверхность (face)) или ребро (edge), необходимые для отражения пучка лучей или луча. Понятно, что грань в настоящей заявке используется для представления конечной грани и описания грани здания или другого препятствия. Ребро используется для обозначения конечной прямой линии и описания разделения между гранями здания или другого препятствия. Задача разделения пространства и формирования древовидного представления состоит в том, чтобы увеличить стоимость теста пересечения, выполняемого в отношении пучка лучей, грани и ребра. Для простоты понимания, как показано на Фиг.2, двоичное дерево с правой стороны фигуры сформировано путем разбиения пространства и формирования древовидного представления двухмерного пространства с левой стороны фигуры. Каждый дочерний узел является подпространством родительского узла. В реальном применении также может быть сформировано квадродерево или другое. Это здесь не ограничено.

После завершения моделирования сценария выполняется поиск траектории на этапе 102. В процессе поиска траектории этот вариант осуществления настоящей заявки обеспечивает возможный способ поиска траектории распространения, используемый для повышения точности модели распространения. Способ конкретно включает в себя:

301. Моделирование начального пучка лучей.

Следует отметить, что определение луча (ray) в данной заявке аналогично определению луча в предшествующем уровне техники. Другими словами, данное определение описывает траекторию передачи сигнала в конкретном направлении в пространстве. Траектория распространения сигнала от передатчика сигнала к приемнику сигнала в полном пространстве или подпространстве может быть многосегментным, что может быть описано многосегментными лучами в пространстве. Аналогично, пучок лучей (beam) в настоящей заявке описывает набор из серии лучей и траекторию распространения сигнала в конкретном подпространстве.

Моделирование начального пучка лучей выполняется на основе местоположения передатчика сигнала. Способы моделирования начального пучка лучей включают в себя следующее.

1. Моделирование начального пучка лучей точечного источника сигнала

Поскольку пучок лучей бесконечен, то чтобы описать пучок лучей с использованием некоторого значения, в настоящей заявке может быть задана конечная пирамида для описания бесконечного пучка лучей. Конечная пирамида получается путем масштабирования, в то время как точечный источник сигнала бесконечного пучка лучей (то есть, вершина пирамиды) остается неизменным. В этом случае сторона конечной пирамиды и бесконечный пучок лучей копланарны. Для простоты понимания, как показано на Фиг.4, пирамида а и пирамида b имеют одинаковую вершину. Пирамиду b можно считать полученной путем масштабирования на основе пирамиды a. Следовательно, конечная пирамида b может быть использована для описания бесконечной пирамиды a.

Кроме того, в процессе определения того, находится ли точка внутри пучка лучей, необходимо только определить, что точка находится во всех сторонах пирамиды, и нет необходимости определять нижнюю поверхность. Такая конечная пирамида представляет бесконечное пространство.

Аналогичным образом, считается, что для моделирования начального пучка лучей точечного источника сигнала точка передачи сигнала попадает в трехмерный объект (исключая поверхность трехмерного объекта) посредством задания трехмерного объекта. Поэтому набор пучков лучей, покрывающий все пространство, получается посредством разделения пространства. Следует отметить, что трехмерный объект может быть многогранником или сферой. В данной заявке это особым образом не ограничено. Фиг.5 является принципиальной схемой возможного моделирования начального пучка лучей согласно одному варианту осуществления настоящей заявки. Треугольная пирамида образует пространство сферы источника передачи, чтобы образовать начальный пучок лучей.

В необязательном порядке, поскольку эффективность операций между пучками лучей может быть дополнительно улучшена путем распараллеливания или многопоточности, углы вершин пучков лучей могут быть равными, так что вероятность столкновения математического ожидания между каждым пучком лучей и объектом в пространстве может быть равной. Следовательно, в этом варианте осуществления настоящей заявки способ моделирования начального пучка лучей может быть следующим: (1) пространственное разделение выполняется в отношении платоновых многогранников, где платоновые многогранники включают в себя правильный тетраэдр, правильный шестигранник, правильный октаэдр, правильный додекаэдр и правильный икосаэдр; и (2) точка передачи сигнала расположена в центре тяжести платоновых многогранников.

Из вышеизложенного может быть известно, что моделирование начального пучка лучей точечного источника сигнала получает набор всех лучей из точки передачи сигнала в идеальном полном пространстве, где идеальным полным пространством является пространство, которое не имеет препятствий и является бесконечным. Другими словами, для моделирования начального пучка лучей необходимо обеспечить полный набор начальных пучков лучей и идеальное полное пространство, чтобы гарантировать, что пучки лучей являются бесшовными.

Следует отметить, что, поскольку фактический сценарий применения обычно не является идеальным полным пространством, и пучок лучей может сталкиваться с препятствиями, то пучок лучей постоянно изменяет траекторию распространения посредством коллинеации, пропускания, отражения, дифракции и рассеяния. Следовательно, моделирование начального пучка лучей требует разделения пространства на бесконечные или конечные пучки лучей (пирамиды). Следовательно, нижеследующее по отдельности описывает моделирование дифрагированного пучка лучей, моделирование отраженного пучка лучей, моделирование пропускаемого пучка лучей и моделирование рассеянного пучка лучей.

А. Моделирование дифракционного пучка лучей

Чтобы определить способ моделирования дифрагированного пучка лучей, форма дифрагированного пучка лучей должна быть сначала задана в идеальном полном пространстве.

Когда пучок лучей сталкивается с ребром, может произойти дифракция. Следует отметить, что при реальном применении может быть случай, когда часть ребра блокируется. Если рассматривается только дифракция, то в дифракции участвует только незаблокированная часть всего ребра. Как показано на Фиг.6А видно, что в дифракции участвует только видимое ребро. В настоящей заявке, для простоты описания, часть ребра, которая может участвовать в дифракции, называется ребром дифракции. Фиг.6B является принципиальной схемой возможного моделирования дифрагированного пучка лучей согласно одному варианту осуществления настоящей заявки, включающего в себя: (1) создание поверхности, которая использует ребро дифракции в качестве нормали и которая проходит через точку передачи сигнала (Исходная точка); и обозначение окружности, которая имеет центр на пересечении нормали и этой поверхности и которая проходит через Исходную точку, в качестве Исходной Окружности; (2) передачу сигнала через два конца ребра дифракции от Исходной точки для получения того, чтобы поверхность пучка лучей располагалась на другой стороне Исходной точки относительно ребра дифракции; и перемещение Исходной точки по Исходной окружности для получения бесконечных Исходных точек, и аналогично могут быть получены бесконечные соответствующие пучки лучей поверхности. Пространство, образованное бесконечными пучками лучей поверхности, может быть пространством, в котором расположен дифрагированный пучок лучей.

Кроме того, по сравнению с начальным пучком лучей точечного источника сигнала, отличие дифрагированного пучка лучей состоит в том, что:

(1) Обратные линии продолжения дифрагированного пучка лучей могут не сходиться в одной точке, так что дифрагированный пучок лучей имеет множество исходных точек.

(2) Дифрагированный пучок лучей не может охватывать все пространство, и дифрагированный пучок лучей имеет два вида форм, основанных на исходной точке сигнала и относительном местоположении ребра дифракции, как показано на Фиг.7.

Таким образом, для моделирования начального пучка лучей точечного источника сигнала необходимо задать только трехмерный объект, так чтобы ребро дифракции попадало в трехмерный объект (исключая поверхность трехмерного объекта), и часть, которую дифрагированный пучок лучей не может достичь, исключается. Другими словами, набор пучков лучей, покрывающий все пространство, может быть получен путем разделения пространства. Следует отметить, что трехмерный объект может быть многогранником или цилиндром. Это здесь не ограничено.

В необязательном порядке, поскольку эффективность операций между пучками лучей может быть дополнительно улучшена путем распараллеливания или многопоточности, углы вершин пучков лучей могут быть равными, так что вероятность столкновения математического ожидания между каждым пучком лучей и объектом в пространстве может быть равной. Фиг.8 является принципиальной схемой возможного моделирования начального пучка лучей согласно одному варианту осуществления настоящей заявки. Способ моделирования начального пучка лучей может включать в себя: (1) формирование правильного N-многоугольника, такого как квадрат, правильный шестиугольник, правильный восьмиугольник, правильный додекагон или правильный многоугольник, на основе исходной окружности; 2) формирование достаточно длинной правильной N-угольной призмы с ребром дифракции в качестве оси; 3) вращение правильной N-угольной призмы так, чтобы линия соединения между правильным N-многоугольником и вершиной ребра дифракции проходила через боковое ребро призмы.

B. Моделирование полностью отраженного пучка лучей

Полное отражение означает, что весь пучок лучей может быть отражен на поверхности экранирования для получения пучка’ лучей. Чтобы определить способ моделирования полностью отраженного пучка лучей, необходимо добавить понятия начальной поверхности (Start face) и конечной поверхности (End face) на основе моделирования начального пучка лучей и моделирования дифрагированного пучка лучей для точечного источника сигнала. Понятно, что пространство, представленное пучком лучей, дополнительно ограничено между начальной поверхностью и конечной поверхностью. Следует отметить, что Начальная поверхность и Конечная поверхность в настоящей заявке могут быть не параллельными или параллельными. В данной заявке это однозначно не ограничено. Конкретный вариант моделирования может включать в себя следующие этапы, как показано на Фиг.9 и Фиг.10: (1) Обновление Конечной поверхности пучка лучей в отношении поверхности экранирования. (2) Выполнение пространственное зеркальное отображение в отношении пучка лучей на основе поверхности экранирования для получения пучка’ лучей (фактические части пучка лучей и пучка’ лучей находятся на одной стороне поверхности экранирования), и обновление Начальной поверхности пучка лучей в отношении поверхности экранирования. Следует отметить, что точка источника сигнала пучка лучей также получается посредством выполнения пространственного зеркального отображения на поверхности экранирования, чтобы получить точку источника сигнала пучка’ лучей.

Кроме того, в сценарии с одним отражением пучок лучей и пучок’ лучей могут полностью описать только один процесс полного отражения пучка лучей. Способ может применяться множество раз на основе фактического требования, чтобы адаптироваться к сценарию, в котором траектория распространения должна отражаться множество раз в фактическом варианте применения.

C. Моделирование пучка лучей пропускания

В настоящей заявке пропускание осуществляется в отношении здания. Предполагается, что пропускание сигнала не меняет траекторию пучка лучей и не может дважды проникнуть через внешнюю стену здания. Следовательно, можно использовать пучок лучей конечной поверхности на поверхности здания, и пучок лучей продолжается и пересекается с другой поверхностью здания для получения результата.

Следует отметить, что в реальном варианте применения в большинстве сценариев пользователь не знает структуру стены в здании. Следовательно, этот вариант применения обеспечивает простой эквивалентный способ моделирования сигнала. Однако в конкретном сценарии моделирование граней и ребер также может выполняться для информации о стенах внутри здания в настоящей заявке, так чтобы пучок лучей отражался и/или дифрагировался внутри здания. Например, для передачи растительности после того, как траектория от точки передачи сигнала до точки приема сигнала сформирована, каждая траектория накладывается.

D. Моделирование рассеянного пучка лучей

Поскольку все рассеянные лучи, полученные рассеиванием, находятся в полном пространстве, в настоящей заявке моделирование рассеянного пучка лучей может включать в себя следующие этапы: выполнение моделирования начального пучка лучей точечного источника сигнала в точке передачи сигнала для получения модели точки передачи сигнала и выполнение моделирования начального пучка лучей точечного источника сигнала в точке приема сигнала для получения модели точки приема сигнала (может быть добавлено дополнительное моделирование дифрагированного пучка лучей или моделирование отраженного пучка лучей) для получения набора пересечений видимых областей двух моделей на поверхности экранирования, где набор пересечений в настоящей заявке может называться поверхностью рассеяния; использование поверхности рассеяния в качестве нижней поверхности и точки передачи сигнала в качестве вершины для получения первой пирамиды и использование поверхности рассеяния в качестве нижней поверхности и точки приема сигнала в качестве вершины для получения второй пирамиды, где пространство, в котором расположена первая пирамида, и пространство, в котором расположена вторая пирамида, является пространством, в котором находится пучок лучей после рассеяния. Другими словами, получены все возможные траектории рассеяния. На Фиг.11 показан возможный способ моделирования рассеянного пучка лучей согласно одному варианту осуществления настоящей заявки. Траектория рассеянного пучка лучей начинается от точки передачи сигнала, проходит через поверхность экранирования и заканчивается в точке приема сигнала.

В необязательном порядке, в реальном варианте применения, поскольку может быть большое количество траекторий рассеяния в полном пространстве, некоторые траектории с относительно сильными сигналами могут быть выбраны для вычислений, чтобы дополнительно уменьшить количество вычислений. В данной заявке это особым образом не ограничено.

Кроме того, в реальном варианте применения дополнительно включено моделирование для сложного сценария. Следовательно, вышеприведенная модель может поддерживать следующий сложный сценарий: точечный источник сигнала + (дифракция/отражение/рассеяние)*n + пропускание. «+» используется для указания последовательности различных операций моделирования, а «*» используется для указания n операций. Понятно, что количество раз, в течение которых дифракция, отражение или рассеяние используются отдельно, могут быть одинаковыми или отличаться друг от друга. Это конкретно не ограничено в данном документе.

Следует отметить, что моделирование рассеянного пучка лучей может быть задействовано только один раз, и местоположение не ограничено. За исключением того, что моделирование начального пучка лучей точечного источника сигнала является обязательным, количество раз задействования другого моделирования может быть определено пользователем. Например, рассматриваются только два отражения и одна дифракция, а рассеяние не учитывается.

302. Проход всех пучков лучей.

После того, как моделирование начального пучка лучей завершено, выполняется операция прохода всех пучков лучей. В этом операционном процессе необходимо поддерживать очередь для хранения всех подлежащих обработке пучков лучей. Поскольку пучок лучей отражается или дифрагируется, когда луч касается поверхности или ребра в пространстве, то формируется новый пучок лучей или разбивается оригинальный пучок лучей. Поэтому полученный новый пучок лучей может быть помещен в очередь. После обработки всех текущих пучков лучей в очереди выполняется следующий круг обработки. Операция прохода всех пучков лучей длится, пока не будут выполнены некоторые служебные условия, например, отражение может быть выполнено только дважды, или все пучки лучей обработаны.

303. Поиск концевого узла.

Подобно вышеизложенным целям разделения пространства и формирования древовидного представления, задача поиска концевого узла состоит в том, чтобы увеличить стоимость выполнения теста пересечения для пучка лучей, грани и ребра. Следует отметить, что этот этап также необходимо использовать в основанном на луче способе поиска траектории распространения сигнала в полном пространстве. Однако в основанном на луче сценарии и в основанном на пучке лучей сценарии решения для обработки немного отличаются. Как показано на Фиг.2, двоичное дерево формируется из двумерного пространства на левой стороне путем разделения пространства и формирования древовидного представления. В последующем процессе определения пересечения между пучком лучей и пространством от заданного узла сначала выполняется поиск близкого узла дерева, а затем поиск дальнего узла дерева. Следует отметить, что в разных алгоритмах указанные узлы также различны. Например, в алгоритме StackKd-Tree указанный узел является корневым узлом; в алгоритме RopeKd-Tree указанным узлом может быть любой узел. Это конкретно не ограничено в данном документе. Если пучок лучей пересекает ограничивающую пространство область узла в дереве, то непрерывно проверяется, пересекает ли пучок лучей подузел узла; и если пучок лучей не пересекается с узлом в дереве, то непрерывно проверяется, пересекается ли пучок лучей с братским узлом узла или братским узлом родительского узла, пока не будет найден концевой узел дерева, или не будет осуществлен проход всех узлов на дереве. Можно понять, что на Фиг.2, родительский узел n0 - это S1, а братский узел n0 - это n1.

304. Определение, есть ли ближайшая грань. Если есть ближайшая грань, то выполняется этап 305; если нет ближайшей грани, то выполняется этап 303.

После того, как выполнен процесс поиска концевого узла, определяется, существует ли ближайшая грань, чтобы найти первую грань, которая может пересекаться с пучком лучей в пространстве концевого узла. В настоящей заявке может быть определено расстояние между каждой гранью и точкой источника пучка лучей, и грань, соответствующая минимальному расстоянию, выбирается в качестве ближайшей грани. Если грань существует, то выполняется этап 305. Если плоскость грани не существует, то выполняется этап 303.

305. Определение, пересекается ли пучок лучей с гранью. Если пучок лучей пересекается с гранью, то выполняется этап 306; если пучок лучей не пересекается с гранью, то выполняется этап 304.

Если есть ближайшая грань, то определяется оппозиционная взаимосвязь между пучком лучей и гранью. Позиционная взаимосвязь может включать следующие типы: (1) Пучок лучей не пересекается с гранью. (2) Пучок лучей частично пересекается с гранью. (3) Пучок лучей полностью пересекается с гранью. Следует отметить, что если позиционная взаимосвязь между пучком лучей и гранью такова, что пучок лучей не пересекается с гранью, то выполняется этап 304, и взаимосвязь пересечений между пучком лучей и другой гранью в пространстве концевого узла продолжает определяться. Если позиционная взаимосвязь между пучком лучей и гранью такова, что пучок лучей частично или полностью пересекается с гранью, то выполняется этап 306.

Понятно, что с помощью процесса циклического вызова на этапе 304 и этапе 305 не пересеченная грань, которая была вычислена в пространстве концевых узлов, может быть исключена, что повышает эффективность вычислений.

306. Выполнение обработки пересечения в отношении пучков лучей.

Когда пучок лучей пересекается с гранью, включаются следующие два случая.

(1) Пучок лучей частично пересекается с гранью. Пучок лучей сначала разделяется, и затем не пересеченная часть и отраженный пучок лучей, сформированный пересеченной частью пучка лучей, помещаются в очередь на этапе 302. Затем проверяется, касается ли пучок лучей ребра грани, чтобы определить, сформирован ли новый дифрагированный пучок лучей. Если пучок лучей касается ребра грани, то определяется, что сформирован новый дифрагированный луч. Если пучок лучей не касается ребра грани, то определяется, что новый дифрагированный пучок лучей не сформирован.

(2) Пучок лучей полностью пересекается с гранью. Отраженный пучок лучей, сформированный исходным пучком лучей, сначала помещается в очередь на этапе 302. Затем проверяется, касается ли пучок лучей ребра грани, чтобы определить, сформирован ли новый дифрагированный пучок лучей.

Можно понять, что новый пучок лучей, сформированный в этом процессе, или новый пучок лучей, полученный путем разделения начального пучка лучей, помещается в очередь на этапе 302 и ожидает следующего круга обработки, пока не будут выполнены некоторые служебные условия, или все пучки лучей не будут обработаны. Другими словами, этап 102 на Фиг.1, то есть поиск траектории заканчивается.

Следует отметить, что, если сторона точки приема сигнала принимает пучок лучей (для простоты описания, пучок лучей, который достигает точки приема сигнала, называется в настоящей заявке целевым лучом), траектория распространения сигнала, соответствующая целевому пучку лучей, определяется как фактическая траектория. Кроме того, вычисление сигнала на этапе 103 и объединение энергии на этапе 104 на Фиг.1 выполняются на фактической траектории. Поскольку как вычисление сигнала, так и объединение энергии известны в предшествующем уровне техники. Подробности не описываются в настоящей заявке.

В этом варианте осуществления настоящей заявки возможность поиска траектории в полном пространстве создается посредством формирования пучка лучей. Поскольку между соседними лучами существует пространственная корреляция, эффективность вычислений можно значительно повысить посредством превращения лучей в пучки лучей. Кроме того, все лучи в полном пространстве могут быть описаны посредством формирования пучков лучей, и может быть найдено больше траектории распространения, гарантируя, что потери в траектории не произойдет, когда расстояние увеличится, в то время как эффективность вычисления удовлетворяет требованию. Следовательно, по сравнению с предшествующим уровнем техники поиск по полному пространству осуществляется вместо поиска траектории, при которой производится выборка пространства. По сравнению со способом выборки плотных лучей производительность поиска по полному пространству значительно улучшена.

Способ поиска траектории распространения в вариантах осуществления настоящей заявки описан выше, и ниже описывается устройство поиска в вариантах осуществления настоящей заявки. Ссылаясь на Фиг.12, вариант осуществления устройства поиска в вариантах осуществления настоящей заявки включает в себя:

блок 1201 моделирования, выполненный с возможностью задания целевого трехмерного объекта, где целевой трехмерный объект приспособлен описывать полное пространство; и

блок 1201 моделирования дополнительно выполнен с возможностью установки точки передачи сигнала во внутреннем пространстве целевого трехмерного объекта для выполнения моделирования начального пучка лучей точечного источника сигнала, где точка передачи сигнала используется для передачи начального пучка лучей;

блок 1202 отслеживания, выполненный с возможностью отслеживания каждого начального пучка лучей, чтобы определить вариант распространения каждого начального пучка лучей в целевом трехмерном объекте; и

блок 1203 определения, выполненный с возможностью определения того, что траектория, соответствующая целевому пучку лучей, является фактической траекторией, когда целевой пучок лучей достигает точки приема сигнала, где целевой пучок лучей включен в каждый начальный пучок лучей или получен после того, как начальный пучок лучей разделен или изменен.

В возможном варианте реализации,

блок 1201 моделирования дополнительно выполнен с возможностью выполнения моделирования на основе варианта распространения.

В возможном варианте реализации, когда вариант распространения является дифракцией,

блок 1201 моделирования конкретно выполнен с возможностью получения поверхности дифракции, которая использует ребро дифракции в качестве нормали и которая проходит через точку передачи сигнала; использования окружности, которая имеет центр на пересечении ребра дифракции и поверхности дифракции и проходит через точку передачи сигнала, в качестве окружности дифракции; передачи луча из точки передачи сигнала через два конца ребра дифракции для получения поверхности пучка лучей, где поверхность пучка лучей расположена на другой стороне точки передачи сигнала относительно ребра дифракции; перемещения точки передачи сигнала по окружности дифракции для получения бесконечных соответствующих поверхностей пучка лучей; и использования пространства, образованного бесконечными поверхностями пучка лучей, в качестве пространства, в котором расположен новый пучок лучей, сформированный после дифракции, где новый пучок лучей, сформированный после дифракции, включает в себя по меньшей мере один пучок лучей.

В возможном варианте реализации, когда вариант распространения является отражением,

блок 1201 моделирования конкретно выполнен с возможностью определения поверхности экранирования, где поверхность экранирования используется для отражения пучка лучей, передаваемого из точки передачи сигнала; определения пространства, образованного пучком лучей до отражения, в качестве пространства пучка лучей, где контактная поверхность между пространством пучка лучей и поверхностью экранирования является конечной поверхностью пространства пучка лучей, а часть пространства пучка’ лучей на той же стороне, что и фактическое пространство пучка лучей, является фактическим пространством пучка’ лучей; выполнения пространственного зеркального отображения пространства пучка лучей на основе поверхности экранирования для получения пространства пучка’ лучей, где контактная поверхность между пространством пучка’ лучей и поверхностью экранирования является начальной поверхностью пространства пучка’ лучей, и часть пространства пучка’ лучей на той же стороне, что и фактическое пространство пучка лучей, является фактическим пространством пучка’ лучей; и отражения пучка лучей, переданного точкой передачи сигнала, на поверхность экранирования для получения пространство отражения, где пространство отражения включает в себя фактическое пространство пучка лучей и фактическое пространство пучка’ лучей.

В возможном варианте реализации, когда вариантом распространения является пропускание,

блок 1201 моделирования конкретно выполнен с возможностью продолжения пропускаемого пучка лучей и пересечения пропускаемого пучка лучей с первой поверхностью здания, где пропускаемый пучок лучей является пучком лучей конечной поверхности на второй поверхности здания, первая поверхность и вторая поверхность являются поверхностями здания, и первая поверхность и вторая поверхность являются разными поверхностями.

В возможном варианте реализации, когда вариант распространения является рассеянием,

блок 1201 моделирования конкретно выполнен с возможностью использования начального пучка лучей точечного источника сигнала для раздельного выполнения моделирования в точке передачи сигнала и точке приема сигнала для получения поверхности рассеяния, где поверхность рассеяния является набором пересечений модели точки передачи сигнала и модели точки приема сигнала в видимой области поверхности экранирования; построения на основе точки передачи сигнала и точки приема сигнала первой пирамиды и второй пирамиды с использованием поверхности рассеяния в качестве нижней поверхности, где точка передачи сигнала является вершиной первой пирамиды, а точка приема сигнала является вершиной второй пирамиды; и определения, что пространство, в котором расположена первая пирамида, и пространство, в котором расположена вторая пирамида, являются пространством, в котором находится пучок лучей после рассеяния.

В возможном варианте реализации блок 1202 отслеживания включает в себя:

модуль 12021 поиска, выполненный с возможностью осуществлять проход каждого начального пучка лучей и поиск концевого узла, который пересекается с каждым начальным пучком лучей; и

модуль 12022 оценки, выполненный с возможностью определения позиционной взаимосвязи между каждым начальным пучком лучей и ближайшей гранью для определения варианта распространения каждого начального пучка лучей в трехмерном объекте, где ближайшая грань является первой гранью, которая пересекается с каждым начальным пучком лучей в пространстве концевого узла.

В возможном варианте реализации, когда позиционная взаимосвязь состоит в том, что начальный пучок лучей не пересекается с гранью, устройство поиска дополнительно включает в себя:

блок 1204 оценки, выполненный с возможностью определения позиционной взаимосвязи между начальным пучком лучей и другой гранью в пространстве концевого узла.

В возможном варианте реализации, когда позиционная взаимосвязь состоит в том, что начальный пучок лучей частично пересекается с гранью, блок 1204 оценки дополнительно выполнен с возможностью:

разделения начального пучка лучей для получения не пересеченного пучка лучей и первого отраженного пучка лучей, сформированного пересеченным пучком лучей; помещения не пересеченного пучка лучей и первый отраженный пучок лучей в очередь, где очередь используется для хранения всех подлежащих обработке пучков лучей; определения, сталкивается ли начальный пучок лучей с ребром грани; и принятия решения сформировать новый дифрагированный пучок лучей, если начальный пучок лучей сталкивается с ребром грани.

В возможном варианте реализации, когда позиционная взаимосвязь состоит в том, что начальный пучок лучей полностью пересекается с гранью, блок 1204 оценки дополнительно выполнен с возможностью:

помещения второго отраженного пучка лучей, который сформирован пересечением начального пучка лучей и грани, в очередь, где очередь используется для хранения всех подлежащих обработке пучков лучей; определения, сталкивается ли начальный пучок лучей с ребром грани; и принятия решения сформировать новый дифрагированный пучок лучей, если начальный пучок лучей сталкивается с ребром грани.

Устройство поиска в вариантах осуществления настоящей заявки подробно описано с точки зрения модульного функционального субъекта на Фиг.12, и далее подробно описано устройство поиска в вариантах осуществления настоящей заявки с точки зрения аппаратной обработки. Ссылаясь на Фиг.13, другой вариант осуществления устройства поиска согласно одному варианту осуществления настоящей заявки включает в себя следующее.

Фиг.13 является структурной схемой устройства поиска согласно одному варианту осуществления настоящей заявки. Устройство 1300 поиска может сильно отличаться из-за различной конфигурации или производительности и может включать в себя один или более центральных блоков обработки (central processing units, CPU) 1301 (например, один или более процессоров), память 1309 или один или более запоминающих носителей 1308 (например, одно или более запоминающих устройств большой емкости), которые хранят прикладную программу 1307 или данные 1306. Память 1309 и носители 1308 хранения могут использоваться для кратковременного хранения или долговременного хранения. Программа, хранящаяся в запоминающих носителях 1308, может включать в себя один или более модулей (не показаны на чертеже), и каждый модуль может включать в себя последовательность операций с инструкциями в устройстве поиске. Кроме того, процессор 1301 может быть выполнен с возможностью взаимодействия с запоминающими носителями 1308 и выполнения в устройстве 1300 поиска серии операций с инструкциями на запоминающих носителях 1308.

Устройство 1300 поиска может дополнительно включать в себя один или более источников 1302 питания, один или более проводных или беспроводных сетевых интерфейсов 1303, один или более интерфейсов 1304 ввода/вывода и/или одну или более операционных систем 1305, например, Windows Server, Mac OS X, UNIX, Linux, FreeBSD. Специалисту в данной области техники может быть понятно, что структура устройства поиска, показанного на Фиг.13, не накладывает ограничений на устройства поиска, и устройство поиска может включать в себя больше или меньше компонентов, чем показано на чертеже, или некоторые компоненты могут быть объединены, или может использоваться другое развертывание компонентов.

Составные компоненты устройства поиска конкретно описаны ниже со ссылкой на Фиг.13.

Память 1309 может быть приспособлена хранить программу программного обеспечения и модуль. Процессор 1301 исполняет программу программного обеспечения и модуль, сохраненные в памяти 1309, для выполнения различных функциональных приложений и обработки данных устройства поиска. Память 1309 может в основном включать в себя область хранения программ и область хранения данных, где область хранения программ может хранить операционную систему, прикладную программу, требуемую по меньшей мере для одной функции (например, функцию широковещания), и тому подобное; и область хранения данных может хранить данные, созданные на основе использования устройства поиска (например, список траекторий передачи) или тому подобного. Кроме того, память 1309 может включать в себя высокоскоростную оперативную память и также может включать в себя энергонезависимую память, такую как по меньшей мере одно запоминающее устройство на магнитном диске, флэш-память или другое энергозависимое твердотельное запоминающее устройство. Вызванная программа и принятые данные в этом варианте осуществления настоящей заявки сохраняются в памяти 1309. Когда требуется использование, программа и данные вызываются процессором 1301 из памяти 1309.

Процессор 1301 является центром управления устройством поиска и может выполнять поиск траектории на основе установленного способа поиска траектории распространения. Процессор 1301 соединяет каждую часть всего устройства поиска, используя различные интерфейсы и линии, и выполняет различные функции устройства поиска и обрабатывает данные, запуская или исполняя программу программного обеспечения и/или модуль, сохраненные в памяти 1309, и вызывая данные, сохраненные в памяти 1309, тем самым решая проблему в уровне техники, касающуюся потерь в траектории из-за увеличения расстояния, и повышения точности модели распространения.

Специалисту в данной области техники может быть четко понятно, что в целях удобного и краткого описания подробного рабочего процесса вышеупомянутой системы, устройства и блока см. соответствующий процесс в вышеупомянутых вариантах осуществления способа. Подробности не здесь снова описываются.

В нескольких вариантах осуществления, обеспеченных в настоящей заявке, следует понимать, что раскрытые система, устройство и способ могут быть реализованы по-другому. Например, описанный вариант осуществления устройства является лишь примером. Например, разделение на блоки является просто логическим разделением функций и может быть другим разделением в реальной реализации. Например, множество блоков или компонентов могут быть объединены или интегрированы в другую систему, или некоторые особенности могут игнорироваться или не выполняться. Кроме того, проиллюстрированные или описанные взаимные связи или прямые связи или соединения связи могут быть реализованы с использованием некоторых интерфейсов. Непрямые соединения или коммуникационные соединения между устройствами или блоками могут быть реализованы в электронной, механической или других формах.

Блоки, описанные как отдельные части, могут быть или могут не быть физически отдельными, и части, показанные как блоки, могут быть или могут не быть физическими блоками, могут быть расположены в одном месте или могут быть распределены по множеству сетевых блоков. Некоторые или все блоки могут быть выбраны на основе фактических требований для достижения целей решений в упомянутых вариантах осуществления.

Кроме того, функциональные блоки в вариантах осуществления настоящего изобретения могут быть интегрированы в один блок обработки, или каждый из блоков может существовать отдельно физически, или два или более блоков интегрированы в один блок. Интегрированный блок может быть реализован в форме аппаратного обеспечения или может быть реализован в форме программного функционального блока.

Когда объединенный блок реализуется в форме программного функционального блока и продается или используется как самостоятельный продукт, объединенный блок может храниться на машиночитаемом носителе данных. Исходя из такого понимания, технические решения настоящего изобретения по существу или часть, способствующая предшествующему уровню техники, или все или некоторые технические решения могут быть реализованы в форме программного продукта. Программный продукт хранится на носителе данных и включает в себя несколько инструкций для предписания компьютерному устройству (которое может быть персональным компьютером, сервером или сетевым устройством) выполнять все или некоторые из этапов способов, описанных в вариантах осуществления настоящего изобретения. Вышеуказанный носитель данных включает в себя: любой носитель, который может хранить программный код, такой как флэш-накопитель USB, съемный жесткий диск, постоянное запоминающее устройство (read-only memory, ROM), оперативное запоминающее устройство (random access memory, RAM), магнитный диск или оптический диск.

Вышеприведенные варианты осуществления предназначены просто для описания технических решений настоящего изобретения, но не для ограничения настоящего изобретения. Хотя настоящее изобретение описано подробно со ссылкой на вышеупомянутые варианты осуществления, специалист в данной области техники должен понимать, что все еще можно вносить изменения в технические решения, описанные в предыдущих вариантах осуществления, или делать эквивалентные замены некоторым его техническим характеристикам, не отступая от сущности и объема технических решений вариантов осуществления настоящего изобретения.

Claims (72)

1. Способ поиска траектории распространения, содержащий этапы, на которых:

задают целевой трехмерный объект, причем целевой трехмерный объект приспособлен описывать полное пространство;

устанавливают точку передачи сигнала во внутреннем пространстве целевого трехмерного объекта для выполнения моделирования начального пучка лучей точечного источника сигнала, причем точка передачи сигнала используется для передачи начального пучка лучей;

отслеживают каждый начальный пучок лучей для определения варианта распространения каждого начального пучка лучей в целевом трехмерном объекте; и

определяют, что траектория, соответствующая целевому пучку лучей, является фактической траекторией, когда целевой пучок лучей достигает точки приема сигнала, причем целевой пучок лучей содержится в каждом начальном пучке лучей или получается после того, как начальный пучок лучей разделен или изменен,

при этом отслеживание каждого начального пучка лучей для определения варианта распространения каждого начального пучка лучей в трехмерном объекте содержит этапы, на которых:

осуществляют проход каждого начального пучка лучей и поиск концевого узла, который пересекается с каждым начальным пучком лучей; и

определяют позиционную взаимосвязь между каждым начальным пучком лучей и ближайшей гранью для определения варианта распространения каждого начального пучка лучей в трехмерном объекте, причем ближайшая грань является первой гранью, которая пересекается с каждым начальным пучком лучей в пространстве концевого узла, при этом позиционная взаимосвязь содержит то, что пучок лучей не пересекается с гранью, пучок лучей частично пересекается с гранью и пучок лучей полностью пересекается с гранью, и

при этом, когда начальный пучок лучей частично пересекается с гранью, то после определения позиционной взаимосвязи между каждым начальным пучком лучей и ближайшей гранью способ дополнительно содержит этапы, на которых:

разделяют начальный пучок лучей для получения непересеченного пучка лучей и первого отраженного пучка лучей, сформированного пересеченным пучком лучей;

помещают непересеченный пучок лучей и первый отраженный пучок лучей в очередь, причем очередь используется для хранения всех подлежащих обработке пучков лучей;

определяют, сталкивается ли начальный пучок лучей с ребром грани; и

принимают решение сформировать новый дифрагированный пучок лучей, если начальный пучок лучей сталкивается с ребром грани.

2. Способ по п.1, в котором вариант распространения содержит коллинеацию, отражение, дифракцию, пропускание или рассеяние.

3. Способ по п.2, при этом после отслеживания каждого начального пучка лучей и до определения того, что траектория, соответствующая целевому пучку лучей, является фактической траекторией, способ дополнительно содержит этап, на котором выполняют моделирование на основе варианта распространения.

4. Способ по п.3, в котором, когда вариантом распространения является дифракция, то упомянутое выполнение моделирования на основе варианта распространения содержит этапы, на которых:

получают поверхность дифракции, которая использует ребро дифракции в качестве нормали и которая проходит через точку передачи сигнала;

используют окружность, которая имеет центр на пересечении ребра дифракции и поверхности дифракции и проходит через точку передачи сигнала, в качестве окружности дифракции;

передают лучи из точки передачи сигнала через два конца ребра дифракции для получения поверхности пучка лучей между этими лучами, причем поверхность пучка лучей расположена на другой стороне точки передачи сигнала относительно ребра дифракции;

перемещают точку передачи сигнала по окружности дифракции для получения бесконечных количеств соответствующих поверхностей пучка лучей; и

используют пространство, образованное бесконечными количествами поверхностей пучка лучей, в качестве пространства, в котором расположен новый пучок лучей, сформированный после дифракции, при этом новый пучок лучей, сформированный после дифракции, содержит по меньшей мере один пучок лучей.

5. Способ по п.3, в котором, когда вариант распространения является отражением, выполнение моделирования на основе варианта распространения содержит этапы, на которых:

определяют поверхность экранирования, причем поверхность экранирования используется для отражения пучка лучей, передаваемого из точки передачи сигнала;

определяют пространство, образованное пучком лучей перед отражением, в качестве пространства пучка лучей, при этом контактная поверхность между пространством пучка лучей и поверхностью экранирования является конечной поверхностью пространства пучка лучей, и часть пространства пучка’ лучей на той же стороне, что и фактическое пространство пучка лучей, является фактическим пространством пучка’ лучей;

выполняют пространственное зеркальное отображение пространства пучка лучей на основе поверхности экранирования для получения пространства пучка’ лучей, причем контактная поверхность между пространством пучка’ лучей и поверхностью экранирования является начальной поверхностью пространства пучка’ лучей, и часть пространства пучка’ лучей на той же стороне, что и фактическое пространство пучка лучей, является фактическим пространством пучка’ лучей; и

отражают пучок лучей, переданный точкой передачи сигнала, на поверхность экранирования для получения пространства отражения, причем пространство отражения содержит фактическое пространство пучка лучей и фактическое пространство пучка’ лучей.

6. Способ по п.5, в котором, когда вариантом распространения является пропускание, то упомянутое выполнение моделирования на основе варианта распространения содержит этап, на котором продолжают пропускаемый пучок лучей и пересекают пропускаемый пучок лучей с первой поверхностью здания, причем пропускаемый пучок лучей является пучком лучей конечной поверхности на второй поверхности здания, первая поверхность и вторая поверхность являются поверхностями здания и первая поверхность и вторая поверхность являются разными поверхностями.

7. Способ по п.3, в котором, когда вариант распространения является рассеянием, упомянутое выполнение моделирования на основе варианта распространения содержит этапы, на которых:

используют начальный пучок лучей точечного источника сигнала для раздельного выполнения моделирования в точке передачи сигнала и точке приема сигнала для получения поверхности рассеяния, причем поверхность рассеяния является набором пересечений модели точки передачи сигнала и модели точки приема сигнала в видимой области поверхности экранирования;

осуществляют построение на основе точки передачи сигнала и точки приема сигнала первой пирамиды и второй пирамиды с использованием поверхности рассеяния в качестве нижней поверхности, причем точка передачи сигнала является вершиной первой пирамиды, а точка приема сигнала является вершиной второй пирамиды; и

определяют, что пространство, в котором расположена первая пирамида, и пространство, в котором расположена вторая пирамида, являются пространством, в котором находится пучок лучей после рассеяния.

8. Способ по п.1, при этом, когда позиционная взаимосвязь состоит в том, что начальный пучок лучей не пересекается с гранью, то после определения позиционной взаимосвязи между каждым начальным пучком лучей и ближайшей гранью способ дополнительно содержит этап, на котором определяют позиционную взаимосвязь между начальным пучком лучей и другой гранью в пространстве концевого узла.

9. Способ по п.1, при этом, когда позиционная взаимосвязь состоит в том, что начальный пучок лучей полностью пересекается с гранью, то после определения позиционной взаимосвязи между каждым начальным пучком лучей и ближайшей гранью способ дополнительно содержит этапы, на которых:

помещают второй отраженный пучок лучей, который сформирован пересечением начального пучка лучей и грани, в очередь, причем очередь используется для хранения всех подлежащих обработке пучков лучей;

определяют, сталкивается ли начальный пучок лучей с ребром грани; и

принимают решение сформировать новый дифрагированный пучок лучей, если начальный пучок лучей сталкивается с ребром грани.

10. Устройство поиска, содержащее:

блок моделирования, выполненный с возможностью задавать целевой трехмерный объект, причем целевой трехмерный объект приспособлен описывать полное пространство; при этом блок моделирования дополнительно выполнен с возможностью устанавливать точку передачи сигнала во внутреннем пространстве целевого трехмерного объекта для выполнения моделирования начального пучка лучей точечного источника сигнала, причем точка передачи сигнала используется для передачи начального пучка лучей;

блок отслеживания, выполненный с возможностью отслеживать каждый начальный пучок лучей для определения варианта распространения каждого начального пучка лучей в целевом трехмерном объекте; и

блок определения, выполненный с возможностью определять, что траектория, соответствующая целевому пучку лучей, является фактической траекторией, когда целевой пучок лучей достигает точки приема сигнала, причем целевой пучок лучей содержится в каждом начальном пучке лучей или получается после того, как начальный пучок лучей разделен или изменен,

при этом блок отслеживания содержит:

модуль поиска, выполненный с возможностью осуществлять проход каждого начального пучка лучей и поиск концевого узла, который пересекается с каждым начальным пучком лучей; и

модуль оценки, выполненный с возможностью определять позиционную взаимосвязь между каждым начальным пучком лучей и ближайшей гранью для определения варианта распространения каждого начального пучка лучей в трехмерном объекте, при этом ближайшая грань является первой гранью, которая пересекается с каждым начальным пучком лучей в пространстве концевого узла, причем позиционная взаимосвязь содержит то, что пучок лучей не пересекается с гранью, пучок лучей частично пересекается с гранью и пучок лучей полностью пересекается с гранью, и

при этом, когда позиционная взаимосвязь состоит в том, что начальный пучок лучей частично пересекается с гранью, устройство поиска дополнительно содержит блок оценки, причем блок оценки конкретно выполнен с возможностью:

разделять начальный пучок лучей для получения непересеченного пучка лучей и первого отраженного пучка лучей, сформированного пересеченным пучком лучей;

помещать непересеченный пучок лучей и первый отраженный пучок лучей в очередь, причем очередь используется для хранения всех подлежащих обработке пучков лучей;

определять, сталкивается ли начальный пучок лучей с ребром грани; и

принимать решение сформировать новый дифрагированный пучок лучей, если начальный пучок лучей сталкивается с ребром грани.

11. Устройство поиска по п.10, при этом вариант распространения содержит коллинеацию, отражение, дифракцию, пропускание или рассеяние.

12. Устройство поиска по п.11, в котором блок моделирования дополнительно выполнен с возможностью выполнять моделирование на основе варианта распространения.

13. Устройство поиска по п.12, в котором, когда вариант распространения является дифракцией, блок моделирования конкретно выполнен с возможностью:

получать поверхность дифракции, которая использует ребро дифракции в качестве нормали и которая проходит через точку передачи сигнала;

использовать окружность, которая имеет центр на пересечении ребра дифракции и поверхности дифракции и проходит через точку передачи сигнала, в качестве окружности дифракции;

передавать лучи из точки передачи сигнала через два конца ребра дифракции для получения поверхности пучка лучей между этими лучами, при этом поверхность пучка лучей расположена на другой стороне точки передачи сигнала относительно ребра дифракции;

перемещать точку передачи сигнала по окружности дифракции для получения бесконечного количества соответствующих поверхностей пучка лучей; и

использовать пространство, образованное бесконечным количеством поверхностей пучка лучей, в качестве пространства, в котором расположен новый пучок лучей, сформированный после дифракции, причем новый пучок лучей, сформированный после дифракции, содержит по меньшей мере один пучок лучей.

14. Устройство поиска по п.12, в котором, когда вариант распространения является отражением, блок моделирования конкретно выполнен с возможностью:

определять поверхность экранирования, при этом поверхность экранирования используется для отражения пучка лучей, передаваемого из точки передачи сигнала;

определять пространство, образованное пучком лучей до отражения, в качестве пространства пучка лучей, при этом контактная поверхность между пространством пучка лучей и поверхностью экранирования является конечной поверхностью пространства пучка лучей, и часть пространства пучка’ лучей на той же стороне, что и фактическое пространство пучка лучей, является фактическим пространством пучка’ лучей;

выполнять пространственное зеркальное отображение пространства пучка лучей на основе поверхности экранирования для получения пространства пучка’ лучей, при этом контактная поверхность между пространством пучка’ лучей и поверхностью экранирования является начальной поверхностью пространства пучка’ лучей, и часть пространства пучка’ лучей на той же стороне, что и фактическое пространство пучка лучей, является фактическим пространством пучка’ лучей; и

отражать пучок лучей, переданный точкой передачи сигнала, на поверхность экранирования для получения пространства отражения, причем пространство отражения содержит фактическое пространство пучка лучей и фактическое пространство пучка’ лучей.

15. Устройство поиска по п.14, в котором, когда вариантом распространения является пропускание, блок моделирования конкретно выполнен с возможностью продолжать пропускаемый пучок лучей и пересекать пропускаемый пучок лучей с первой поверхностью здания, причем пропускаемый пучок лучей является пучком лучей конечной поверхности на второй поверхности здания, первая поверхность и вторая поверхность являются поверхностями здания и первая поверхность и вторая поверхность являются разными поверхностями.

16. Устройство поиска по п.12, в котором, когда вариант распространения является рассеянием, блок моделирования конкретно выполнен с возможностью:

использовать начальный пучок лучей точечного источника сигнала для раздельного выполнения моделирования в точке передачи сигнала и точке приема сигнала для получения поверхности рассеяния, при этом поверхность рассеяния является набором пересечений модели точки передачи сигнала и модели точки приема сигнала в видимой области поверхности экранирования;

осуществлять построение на основе точки передачи сигнала и точки приема сигнала первой пирамиды и второй пирамиды с использованием поверхности рассеяния в качестве нижней поверхности, причем точка передачи сигнала является вершиной первой пирамиды, а точка приема сигнала является вершиной второй пирамиды; и

определять, что пространство, в котором расположена первая пирамида, и пространство, в котором расположена вторая пирамида, являются пространством, в котором находится пучок лучей после рассеяния.

17. Устройство поиска по п.10, при этом, когда позиционная взаимосвязь состоит в том, что начальный пучок лучей не пересекается с гранью, устройство поиска дополнительно содержит блок оценки, выполненный с возможностью определять позиционную взаимосвязь между начальным пучком лучей и другой гранью в пространстве концевого узла.

18. Устройство поиска по п.10, при этом, когда позиционная взаимосвязь состоит в том, что начальный пучок лучей полностью пересекается с гранью, устройство поиска дополнительно содержит блок оценки, причем блок оценки конкретно выполнен с возможностью:

помещать второй отраженный пучок лучей, который сформирован пересечением начального пучка лучей и грани, в очередь, причем очередь используется для хранения всех подлежащих обработке пучков лучей;

определять, сталкивается ли начальный пучок лучей с ребром грани; и

принимать решение сформировать новый дифрагированный пучок лучей, если начальный пучок лучей сталкивается с ребром грани.

19. Машиночитаемый носитель, содержащий инструкции, при этом, когда инструкции исполняются на компьютере, обеспечивается выполнение компьютером способа по любому одному из пп.1-9.

Images