基于Cesium框架的无线信道模型可视化研究

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对无线信道模型进行可视化对深入研究无线信道的特性甚至整个无线通信系统具有重要意义。所以对无线信道模型可视化重点在于对无线信道某一特性的可视化。随着科技发展,研究手段有了极大的进步。可视化技术不再只限于二维平面,并开始向三维空间拓展。无线信道模型的可视化也在朝着三维可视化发展。无线信道模型的三维可视化依赖于精确的三维场景,通过在三维场景上渲染数据得到可视化效果。随着建模技术的发展,倾斜摄影测量三维建模已经成为建模的主要手段。传统的统计性无线信道建模方法依赖于大量的数据计算,精确度不高,基于射线追踪法的无线信道建模方法可以求解准确的信号轨迹,具有高精确的特点。所以,本文设计了一种建立无线信道模型并进行三维可视化的方案,使用射线追踪法建立无线信道模型并计算电场强度,通过倾斜摄影测量三维建模技术建立三维场景模型,依赖于Cesium框架将模型在Web端加载,最后将场强计算结果在三维模型上渲染出来,得到最终的可视化效果。本文研究了无线信道建模的相关理论,分析了无线信道建模的研究现状以及建模方法。本文选择射线追踪法作为建模方式,该种方法较统计性建模、半确定性建模具有很高的准确性。改进了十射线模型,在该模型的基础上考虑绕射过程。通过建立数学建模求出直射、反射、绕射路径。之后进行场强覆盖计算,得出直射场、反射场、绕射场的场强数据。设计实际测试实验验证结果,进行实际测试,得出实际的数据,使用均方差法,将使用经验模型计算得到数据、射线追踪法计算得到数据与实测数据进行对比,验证射线追踪法进行的场强预测具有高精确性。本文开展了倾斜摄影测量三维建模的相关研究,阐述了倾斜摄影的研究现状、基本原理。详细的叙述了倾斜摄影三维建模的建模步骤。首先根据需求,确定研究区域,之后使用DJI GS Pro软件规划航线,执行航飞任务得到多视影像,将影像数据进行处理,保证建模质量,将处理好的数据导入建模软件中建模,建模后进行修模,使模型更加逼真。建成的模型数据量巨大,加载时网页端会出现卡顿等问题,所以本文提出了一种模型分割算法,将模型分割并进行简化,在模型加载时提出了一种模型调度算法,利用场景剪裁技术,将用户在屏幕外看不到的部分剪裁掉。为了进行可视化呈现展示,本文设计了一个基于Cesium的无线信道模型可视化系统,该系统既用于专业人员研究无线信道模型也可以使普通用户了解电磁波场强分布情况,解决电磁波肉眼不可观察的困境。
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