小区电波传播预测三维可视化系统研究

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1、分类号密级UDC编号桂林电子科技大学硕士学位论文题目:小区电波传播预测三维可视化系统研究(英文)ResearchonPrediction3DVisualizationSystemofCellRadio-wavePropagation研究生学号:___________092021216___________________研究生姓名:_____________游飞________________指导教师姓名、职务:_______蒋行国副教授_________________申请学位门类:____________工学硕士_______________学科、专业:信号与

2、信息处理提交论文日期:2012年4月论文答辩日期:2012年6月年月日万方数据万方数据独创性（或创新性）声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得桂林电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解桂林电子科技大学有关保留和使用学

3、位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属桂林电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为桂林电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密的论文在解密后遵守此规定）本学位论文属于保密在____年解密后适用本授权书。本人签名：日期：导师签名：日期：万方数据摘要摘要在城市小区中，电波的波长比建筑物的尺寸要小很多，所以可以用几何光学理论中的射线来分析电波传播，将小区电波传播分为直射、反射、绕射等形式。随着我国城镇

4、化建设进程的加快以及3G通信网络的迅速发展，电波传播预测模型成为微蜂窝无线网络设计和规划的研究热点。本文结合电波传播经验模型COST-WIModel和确定性建模方法——射线跟踪算法的优点，利用改进遗传算法、Access数据库及三维建模技术实现了小区电波传播预测三维可视化系统，该系统由基站布局子系统、小区三维建模子系统和电波传播子系统组成，每个子系统都包含很多功能模块。引入遗传算法来优化小区的基站布局，第一次利用电波传播模型COST-WIModel来设计种群的适应度函数，对算法的实现过程提出了欧氏单点交叉算子和对称互换变异算子等改进，得出的进化结果保存在Access

5、数据库，并显示最优基站布局所对应的小区场强分布图。与遗传算法工具箱GAOT优化同一小区的基站布局相比较，证明了改进遗传算法能够增加种群个体的多样性，提高种群进化的爬坡能力，从而避免了早熟。利用射线跟踪算法实现小区电波传播的场强计算及三维可视化，为了加速算法的模拟效率，采用了射线跟踪的加速技术——空间体积分区方法，该方法能够有效地减少测试射线与建筑物面元相交的次数。为了给射线跟踪算法的应用提供特定环境现场，本文利用三维图形引擎OpenGL来建立小区的三维模型。OpenGL图库没有绘制复杂模型的函数，但是三维几何建模软件3DSMAX弥补了这个缺点，可以在3DSMAX中

6、绘制小区建筑物模型，然后导入OpenGL的显示列表中实现小区的交互式控制，并增加光照、纹理等逼真效果。在论文的最后，以某高校的模型数据为研究对象，在小区电波传播预测三维可视化系统中实现基站布局优化、小区漫游、直射波和反射波的场强计算等功能，并预测x轴上10个测试点处的场强值以及分析其误差。因此，该系统能够提供小区电波传播三维可视化分析和场强计算的应用平台。关键字：电波传播；COST-WI模型；遗传算法；射线跟踪算法；OpenGL；-I-万方数据AbstractAbstractComparedwiththesizeofthebuildings,theelectric

7、waveismuchsmallerintheurbanmicrocellularenvironment.Soradio-wavepropagationisanalyzedbyusingtherayswhichdividetheelectromagneticwavepropagationintodirectwave,reflectedwaveandrefractedwave.Withtherapiddevelopmentofurbanizationand3Gnetworks,thepredictionmodelofradio-wavepropagationisafo

8、cusin