一种适用于城市场景信道建模的快速射线追踪方法及装置

1.本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种适用于城市场景信道建模的快速射线追踪方法及装置。


背景技术：

2.第五代(5g)通信预计将支持多种场景和应用，包括但不限于增强型移动宽带(embb)、超可靠低延迟通信(urllc)和大规模机器型通信(mmtc)，针对各种应用提出了新的网络架构。为了有效支持5g及以上无线通信技术的设计、部署和评估，准确的信道特性和建模至关重要。
3.信道建模方法可分为统计性信道模型和确定性信道模型。统计性信道模型是对实测数据在统计学分布上的总结分析，适用度广但在具体场景下的精度不高，确定性信道模型常用于具体场景，针对其特定场景的准确率较高，其中射线追踪法是最具代表性的方法之一。其基本思想为通过不同射线与场景的交互过程来模拟电波传播，这些射线从发射天线传播到接收天线，并在建筑物、墙壁和类似障碍物的墙壁和边缘受到反射、散射和衍射。利用几何光学(go)与一致性绕射理论(utd)进行了计算，进而获取时延、功率等信道参数。
4.然而基于此方法的信道建模中最耗时的部分为搜索从发射机到接收机的所有有效路径，现有技术的每次计算均需覆盖整个场景，计算时间与场景复杂度相关性高，若遇到复杂场景则计算量巨大。


技术实现要素：

5.鉴于此，本发明的实施例提供了一种适用于城市场景信道建模的快速射线追踪方法，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷。
6.本发明的一个方面提供了一种适用于城市场景信道建模的快速射线追踪方法，所述方法的步骤包括：
7.接收预先构建的三维城市模型，在所述三维城市模型中设置信号发射点和信号接收点，所述三维城市模型中包括多个障碍物模型，每个障碍物模型均包括多个障碍面；
8.在所述三维城市模型的俯视平面划分区域，标记每个所述障碍物模型所在区域，并标记每个障碍面所在的区域；
9.射线每次由射出位置射出后，基于射线的射出位置和射出方向并执行所述判定是否射入信号接收点的步骤，所述射线用于模拟信号，所述射出位置为障碍面或信号发射点；
10.若射线未射入信号接收点，基于射线的射出位置和射出方向确定射线在由射出位置射出后与射出位置所处区域的障碍物模型是否相交；
11.若存在相交则获取射线相交于障碍物模型的障碍面，再次确定所述射线的射出位置和射出方向，并执行所述判定是否射入信号接收点的步骤；
12.若不存在相交，则基于射线的射出位置和射出方向，确定射线在射出射出位置所处区域后是否与障碍物模型的障碍面相交；若是，再次确定所述射线的射出位置和射出方
向，并执行所述判定是否射入信号接收点的步骤；若否，则判定射线射出所述三维城市模型；
13.若射线射入信号接收点，获取全部传入信号接收点的射线由信号发射点到信号接收点的传播路径。
14.采用上述方案，首先本方案将三维城市模型在俯视平面划分为多个区域，在每次传播路线的计算中，均可以由射出位置所处区域开始计算，若射线与射出位置所处区域的障碍物模型未相交，则进一步确定射线发生相交的区域，在发生相交的区域进行计算，每次仅需计算一个区域，不需要覆盖整个场景进行计算，优化计算效率。
15.在本发明的一些实施方式中，所述接收预先构建的三维城市模型的步骤还包括，标记所述障碍面所处区域，并基于障碍面之间的可见性关系，获取与每个障碍面存在可见性关系的全部障碍面。
16.在本发明的一些实施方式中，在基于射线的射出位置和射出方向确定射线在由射出位置射出后与射出位置所处区域的障碍物模型是否相交的步骤中，若所述射出位置是障碍面，确定射线是否在射出位置的障碍面的区域内与射出位置的障碍面存在可见性关系的障碍面相交；
17.在确定射线在射出射出位置所处区域后是否与障碍物模型的障碍面相交的步骤中，若所述射出位置是障碍面，确定射线是否在除射出区域的其他区域内与射出位置的障碍面存在可见性关系的障碍面相交。
18.采用上述方案，本技术预先获得障碍面之间的可见性关系，在每个区域的计算中，仅需计算射出障碍面的可见面，进一步提高计算效率。
19.在本发明的一些实施方式中，基于障碍面之间的可见性关系，获取与每个障碍面存在可见性关系的全部障碍面的步骤包括：
20.对所述障碍面进行编号；
21.基于每个障碍面的可见性关系建立对照表，将与该障碍面存在可见性关系的全部障碍面的标号存储在所述对照表中。
22.在本发明的一些实施方式中，所述障碍面包括平面区和对应障碍面每个边的边缘区，所述若存在相交则获取射线相交于障碍物模型的障碍面，再次确定所述射线的射出位置和射出方向，并执行所述判定是否射入信号接收点的步骤的步骤包括：
23.若射线与障碍面相交于平面区则判定发生反射，基于入射到平面区的入射角确定出射角，得到射出方向；
24.若射线与障碍面相交于边缘区则判定发生绕射，基于一致性几何绕射理论得到射出方向。
25.在本发明的一些实施方式中，所述基于每个障碍面建立对照表，将与该障碍面存在可见性关系的全部障碍面存储在所述对照表中的步骤包括：
26.对平面区和每个障碍面的边均进行编号；
27.获取对照表中该障碍面的平面区和边，在所述对照表中分别筛选出与平面区和边存在可见性关系的平面区和边；
28.并分别对应该障碍面的平面区和边，将与该平面区和边存在对应关系的平面区和边的编号分别对应平面区或边存储在对照表中。
29.在本发明的一些实施方式中，所述边缘区为以障碍面的边为高的圆柱体和圆柱体两端的半球所占据的空间，所述圆柱体的横截面半径和半球的半径相等，所述若射线与障碍面相交于边缘区则判定发生绕射的步骤包括：
30.计算射线在当前方向传播上与所述边缘区对应边的距离最短的点；
31.计算所述射线由信号发射点传播至与所述边缘区对应边的距离最短的点的传播总距离；
32.基于射线由信号发射点传播至与所述边缘区对应边的距离最短的点的传播总距离计算所述圆柱体的半径，将所述圆柱体半径与计算射线在当前方向传播上与所述边缘区对应边的最短距离进行对比，确定是否发生绕射。
33.在本发明的一些实施方式中，所述射线每与障碍面相交一次则上升一阶，则获取全部传入信号接收点的射线由信号发射点到信号接收点的传播路径的步骤还包括：
34.接收阶数阈值，根据射线的阶数对由信号发射点到信号接收点的传播路径进行筛选，得到有效传播路线。
35.在本发明的一些实施方式中，在所述射线每次由射出位置射出后，所述判定是否射入信号接收点的步骤包括：
36.计算射线在当前方向传播上与所述信号接收点距离最短的点；
37.计算所述射线由信号发射点传播至与所述信号接收点距离最短的点的传播总距离；
38.基于射线由信号发射点传播至与所述信号接收点距离最短的点的传播总距离计算所述信号接收区域的半径，将所述信号接收区域的半径与计算射线在当前方向传播上与信号接收点的最短距离进行对比，确定是否射入信号接收点。
39.本发明还提供一种适用于城市场景信道建模的快速射线追踪装置，该装置包括计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机指令，当所述计算机指令被处理器执行时该装置实现如前所述方法所实现的步骤。
40.本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时以实现前述方法所实现的步骤。
41.本发明的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。本发明的目的和其它优点可以通过在说明书以及附图中具体指出并获得。
42.本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。
附图说明
43.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本发明的限定。
44.图1为本发明适用于城市场景信道建模的快速射线追踪方法一种实施方式的示意图；
45.图2为本发明适用于城市场景信道建模的快速射线追踪方法另一种实施方式的示
意图；
46.图3为本发明三维城市模型的俯视示意图；
47.图4为本发明实验结果示意图；
48.图5为本发明信号发射点的示意图。
具体实施方式
49.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
50.在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
51.应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。
52.在此，还需要说明的是，如果没有特殊说明，术语“连接”在本文不仅可以指直接连接，也可以表示存在中间物的间接连接。
53.在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。
54.为解决以上问题，如图1、2所示，本发明提出一种适用于城市场景信道建模的快速射线追踪方法；所述方法的步骤包括：
55.步骤s100，接收预先构建的三维城市模型，在所述三维城市模型中设置信号发射点和信号接收点，所述三维城市模型中包括多个障碍物模型，每个障碍物模型均包括多个障碍面；
56.在本发明的一些实施方式中，所述三维城市模型中的障碍物模型可以为长方体模型，所述信号发射点和信号接收点均可构建为球体，若所述障碍物模型为长方体模型则所述障碍面即为长方体的面。
57.步骤s200，在所述三维城市模型的俯视平面划分区域，标记每个所述障碍物模型所在区域，并标记每个障碍面所在的区域；
58.在本发明的一些实施方式中，在所述三维城市模型的俯视平面划分区域的步骤中，在所述三维城市模型的俯视平面根据面积均等划分为多个区域。
59.步骤s300，射线每次由射出位置射出后，基于射线的射出位置和射出方向并执行所述判定是否射入信号接收点的步骤，所述射线用于模拟信号，所述射出位置为障碍面或信号发射点；
60.如图5所示，在本发明的一些实施方式中，本方案采用在球体上均匀发出的多条射线模拟信号的发送；图中的每个交点均为射线的发射点。
61.步骤s410，若射线未射入信号接收点，基于射线的射出位置和射出方向确定射线在由射出位置射出后与射出位置所处区域的障碍物模型是否相交；
62.在本发明的一些实施方式中，将信号的发送模拟为由信号发射点发出向各个方向发射的射线，射线的初始射出位置为信号发射点，所述射线在射出过程中若与障碍面发生
相交，则射出位置为相交的障碍面，所述与障碍面发生交互的方式包括反射和绕射。
63.步骤s411，若存在相交则获取射线相交于障碍物模型的障碍面，再次确定所述射线的射出位置和射出方向，并执行所述判定是否射入信号接收点的步骤；
64.在本发明的一些实施方式中，若射线在射出位置所处区域的与障碍物模型相交，则继续对该区域的障碍物模型进行计算，首先确定在该区域是否再次发生相交；
65.实验过程中发现在复杂的三维城市模型中，射线在由射出位置射出后与射出位置所处区域的障碍物模型相交概率较大，因此，此处优先计算与射出位置所处区域的障碍物模型的相交情况，提高计算效率。
66.步骤s412，若不存在相交，则基于射线的射出位置和射出方向，确定射线在射出射出位置所处区域后是否与障碍物模型的障碍面相交；若是，再次确定所述射线的射出位置和射出方向，并执行所述判定是否射入信号接收点的步骤；若否，则判定射线射出所述三维城市模型；
67.在本发明的一些实施方式中，若射线与射出位置所处区域的障碍物模型未出现相交，则基于各个区域的相对位置，确定射线射入的区域，再基于射线射入所述射入区域的方向，在射线的所述射入区域进行计算，确定射线与射入区域的障碍物模型的相交情况；若射线未在初次射入的区域与障碍物模型的相交，则再次判定射线下一次入射的区域，直到射线射出三维城市模型或与障碍物模型相交。
68.在本发明的一些实施方式中，若射线与射出位置所处区域的障碍物模型未出现相交，则基于各个区域的相对位置，确定射线射入的区域的步骤中，获取射出位置所处区域的相邻区域，在多个相邻区域中根据射线的射出位置和射出方向，计算得到射线射入的区域。
69.步骤s420，若射线射入信号接收点，获取全部传入信号接收点的射线由信号发射点到信号接收点的传播路径。
70.采用上述方案，若射线与射出位置所处区域的障碍物模型未出现相交，则本技术的方案首先从射出位置所处区域的相邻区域中，计算得到射线射入的区域，再射入的区域计算相交的情况，本方案的每次计算均只需在小范围进行计算，如在相邻区域中，计算得到射线射入的区域，再在射入的一个区域进行计算即可，提高计算效率。
71.在本发明的一些实施方式中，所述三维城市模型建立在三维坐标系中，所述三维城市模型在三维坐标系的x、y和z轴均设置有长度，若射线一端延伸超出x、y或z轴的长度范围，则认定射线射出三维城市模型。
72.采用上述方案，首先本方案将三维城市模型在俯视平面划分为多个区域，在每次传播路线的计算中，均可以由射出位置所处区域开始计算，若射线与射出位置所处区域的障碍物模型未相交，则进一步确定射入的区域，在射入的区域进行计算，每次仅需计算一个区域，不需要覆盖整个场景进行计算，优化计算效率。
73.在本发明的一些实施方式中，所述接收预先构建的三维城市模型的步骤还包括，标记所述障碍面所处区域，并基于障碍面之间的可见性关系，获取与每个障碍面存在可见性关系的全部障碍面。
74.在本发明的一些实施方式中，所述可见性关系为，若两个障碍面之间存在任一射线能够从一个障碍面直接传播到另一个障碍面，且由一个障碍面传播的另一个障碍面的过程中未与其他障碍面交互，则认定两个障碍面之间存在可见性关系。
75.在具体实施过程中，射线从一个障碍面直接照射到另一个障碍面的方式可以为反射或者绕射。
76.采用上述方案，预先确定障碍面之间的可见性关系，则当射线从一个障碍面射出时，仅可能与该障碍面存在可见性关系的障碍面发生交互，仅需要对与该障碍面存在可见性关系的障碍面进行交互判断，本方案进一步不需要计算一个区域内的所有障碍面，缩小计算量，提高计算效率。
77.在本发明的一些实施方式中，在基于射线的射出位置和射出方向确定射线在由射出位置射出后与射出位置所处区域的障碍物模型是否相交的步骤中，若所述射出位置是障碍面，确定射线是否在射出位置的障碍面的区域内与射出位置的障碍面存在可见性关系的障碍面相交；
78.在确定射线在射出射出位置所处区域后是否与障碍物模型的障碍面相交的步骤中，若所述射出位置是障碍面，确定射线是否在除射出区域的其他区域内与射出位置的障碍面存在可见性关系的障碍面相交。
79.在本发明的一些实施方式中，在确定射线是否在除射出区域的其他区域内与射出位置的障碍面存在可见性关系的障碍面相交的步骤中，基于各个区域的相对位置及射线的射出位置和射出方向，确定射线射入的区域，再基于射线射入所述射入区域的方向，在射线的所述射入区域进行计算，确定射线与射入区域的障碍面的相交情况；若射线未在初次射入的区域与障碍面的相交，则再次判定射线下一次入射的区域，直到射线射出三维城市模型或与障碍面相交；
80.基于各个区域的相对位置确定于射出位置所处区域相邻的区域，在多个相邻的区域中确定射入的区域；
81.采用上述方案，本技术预先获得障碍面之间的可见性关系，在每个区域的计算中，仅需计算射出障碍面的可见面，进一步提高计算效率。
82.在本发明的一些实施方式中，在基于射线的射出位置和射出方向确定射线在由射出位置射出后与射出位置所处区域的障碍物模型是否相交的步骤中，若所述射出位置是信号发射点，则根据射线的射出位置和射出方向对信号发射点所在区域的所有障碍面进行交互计算，确定射线在信号发射点所在区域是否与障碍面发生交互，若发生交互则得到交互的障碍面。
83.在本发明的一些实施方式中，基于障碍面之间的可见性关系，获取与每个障碍面存在可见性关系的全部障碍面的步骤包括：
84.对所述障碍面进行编号；
85.基于每个障碍面的可见性关系建立对照表，将与该障碍面存在可见性关系的全部障碍面的标号存储在所述对照表中。
86.在本发明的一些实施方式中，在所述若不存在相交，则基于射线的射出位置和射出方向，确定射线发生相交的区域的步骤中，若射线与射出位置所处区域的障碍物模型未相交，则根据射线的射出方向确定最先入射的一个区域，再根据射出位置所处的障碍面，在处于入射的区域且与射出位置所处的障碍面存在可见性关系的障碍面中进行计算，得到射线相交的障碍面；若射线在最先入射的区域未与障碍面相交，则根据射出方向确定下一个入射的区域，再次判定是否相交，直到射线与障碍面发生相交或射出三维城市模型的x、y和
z轴的范围。
87.在本发明的一些实施方式中，在所述对照表中，对应每个障碍面对应存储有与该障碍面存在可见性关系的障碍面的编号。
88.在本发明的一些实施方式中，所述障碍面包括平面区和对应障碍面每个边的边缘区，所述若存在相交则获取射线相交于障碍物模型的障碍面，再次确定所述射线的射出位置和射出方向，并执行所述判定是否射入信号接收点的步骤的步骤包括：
89.若射线与障碍面相交于平面区则判定发生反射，基于入射到平面区的入射角确定出射角，得到射出方向；
90.若射线与障碍面相交于边缘区则判定发生绕射，基于一致性几何绕射理论得到射出方向。
91.在本发明的一些实施方式中，若射线与障碍面相交于平面区，在发生反射的同时还发生折射，折射的射线射入障碍物模型内部。
92.在本发明的一些实施方式中，所述基于每个障碍面建立对照表，将与该障碍面存在可见性关系的全部障碍面存储在所述对照表中的步骤包括：
93.对平面区和每个障碍面的边均进行编号；
94.获取对照表中该障碍面的平面区和边，在所述对照表中分别筛选出与平面区和边存在可见性关系的平面区和边；
95.并分别对应该障碍面的平面区和边，将与该平面区和边存在对应关系的平面区和边的编号分别对应平面区或边存储在对照表中。
96.在本发明的一些实施方式中，在所述对照表中，还对应存储有与每个平面区存在可见性关系的平面区和边缘区和与每个边缘区存在可见性关系的平面区和边缘区。
97.采用上述方案，当射线由平面区或边缘区射出时，若射线由平面区射出，则不需要对与该平面区所在障碍面存在可见性关系的全部障碍面进行交互验证，仅需要对与该平面区存在可见性关系的平面区和边进行交互验证，所述交互验证即为判断是否发生相交；本方案能进一步减少运算，提高运算效率。
98.在本发明的一些实施方式中，所述边缘区为以障碍面的边为高的圆柱体和圆柱体两端的半球所占据的空间，所述圆柱体的横截面半径和半球的半径相等，所述若射线与障碍面相交于边缘区则判定发生绕射的步骤包括：
99.计算射线在当前方向传播上与所述边缘区对应边的距离最短的点；
100.计算所述射线由信号发射点传播至与所述边缘区对应边的距离最短的点的传播总距离；
101.基于射线由信号发射点传播至与所述边缘区对应边的距离最短的点的传播总距离计算所述圆柱体的半径，将所述圆柱体半径与计算射线在当前方向传播上与所述边缘区对应边的最短距离进行对比，确定是否发生绕射。
102.在本发明的一些实施方式中，在计算射线在当前方向传播上与所述边缘区对应边的距离最短的点的步骤中，将射线等效为连续的点，计算多个点中与所述边缘区对应边距离最短的点，并计算二者距离，即为射线在当前方向传播上与所述边缘区对应边的最短距离。
103.在本发明的一些实施方式中，若所述圆柱体半径大于射线在当前方向传播上与所
述边缘区对应边的最短距离，则判定发生绕射。
104.采用上述方案，在本方案中将由信号发射点发射出的多条射线模拟信号的发送，相邻的两条射线之间为α角，随着两条射线长度的延伸两条射线之间的α角不变，但两条射线的延伸一端的距离逐渐增大，本方案中基于障碍面与信号发射点的最短距离计算边缘区由障碍面边缘向内延伸的长度，最短距离越长，则误差较大，因此，本方案设置边缘区由障碍面边缘向内延伸的长度与所述最短距离成正比，弥补模拟过程中对绕射的损耗。
105.在本发明的一些实施方式中，在基于射线由信号发射点传播至与所述边缘区对应边的距离最短的点的传播总距离计算所述圆柱体的半径的步骤中，根据如下公式计算圆柱体的半径：
106.α为相邻射线的角度间隔，d表示射线由信号发射点传播至与所述边缘区对应边的距离最短的点的传播总距离，r表示圆柱体的半径。
107.在本发明的一些实施方式中，在所述射线每次由射出位置射出后，所述判定是否射入信号接收点的步骤包括：
108.计算射线在当前方向传播上与所述信号接收点距离最短的点；
109.计算所述射线由信号发射点传播至与所述信号接收点距离最短的点的传播总距离；
110.基于射线由信号发射点传播至与所述信号接收点距离最短的点的传播总距离计算所述信号接收区域的半径，将所述信号接收区域的半径与计算射线在当前方向传播上与信号接收点的最短距离进行对比，确定是否射入信号接收点。
111.在本发明的一些实施方式中，在计算射线在当前方向传播上与所述信号接收点距离最短的点的步骤中，将射线等效为连续的点，计算多个点中与所述与所述信号接收点距离最短的点，并计算二者距离，即为所述射线在当前方向传播上与信号接收点的最短距离。
112.在本发明的一些实施方式中，在计算射线在当前方向传播上与所述信号接收点距离最短的点的步骤中，所述信号接收点即为信号新接收点的球的球心位置。
113.在本发明的一些实施方式中，若所述信号接收区域的半径大于射线在当前方向传播上与信号接收点的最短距离，则判定射线能够射入信号接收点，在判定射线能够射入信号接收点后，进一步判定射线由最后一次与障碍面相交的位置传播到与所述信号接收点距离最短的点的过程中是否与障碍面发生相交，若相交，则判定未射入信号接收点，重新确定射出位置和射出角度；若未相交则判定射入信号接收点。
114.在本发明的一些实施方式中，所述判定射入信号接收点的步骤之前还包括判断射线在由发射位置传播到与所述信号接收点距离最短的点的过程中是否与其他障碍面发生交互，若未发生，则判定射入信号接收点；若发生，则判定未射入信号接收点。
115.在本发明的一些实施方式中，在基于射线由信号发射点传播至与所述信号接收点距离最短的点的传播总距离计算所述信号接收区域的半径的步骤中，基于如下公式计算信号接收区域的半径：
116.α为相邻射线的角度间隔，d1表示射线由信号发射点传播至与所述信号接收点距离最短的点的传播总距离，r1表示圆柱体的半径。
117.采用上述方案，由于本技术采用多条射线模拟信号的传播，射线在传播过程中与
相邻射线的分叉逐渐扩大，未降低分叉逐渐扩大的对模拟的影响，采用上述方式判定是否射入信号接收点。
118.在本发明的一些实施方式中，所述射线每与障碍面相交一次则上升一阶，则获取全部传入信号接收点的射线由信号发射点到信号接收点的传播路径的步骤还包括：
119.接收阶数阈值，根据射线的阶数对由信号发射点到信号接收点的传播路径进行筛选，得到有效传播路线。
120.现有技术采用空间分区或降维的方式来加速射线追踪算法，或是通过堆砌大量硬件资源如gpu等在硬件方面加快计算速度。
121.对空间分区技术而言，其模型在同一场景内进行多次运算时会在射线与障碍交互部分产生冗余，而降维法会损失一定的模型精度，硬件加速法则需要的成本高昂。
122.本技术提供一种适用于城市场景下的快速射线追踪算法，本发明解决了目前基于射线追踪的信道模型在复杂场景下计算效率有限的问题，基于场景内障碍的可见关系进行算法预处理，结合多维空间分区技术，对信道模型进行效率优化。
123.实验例：
124.预先构建的三维城市模型如图3所示，该三维城市模型中有32栋建筑，建筑物高度统一为20m，信号发射点位置如图3中tx所示，信号接收点的位置如图3中rx所示。射线以10米/秒(36公里/小时)的恒定速度沿直线移动。该环境共有161个障碍面(包含地面)，包括256条边，首先将场景进行空间分区，整个街区被均匀划分为16个区域。随后获取障碍面之间的可见性关系，并将其存储。
125.采用不同算法计算0～4阶射线与场景相互作用所需的平均时间，计算时间比较见图4。
126.对于0阶射线，仅需判断发射射线是否可达接收点，射线不与场景交互，则算法运行时间一致。1阶射线计算中本发明与空间分区算法需要运行时间相近；而更高阶射线计算结果表明本方案的算法明显优于现有的空间分区算法和可见性算法。根据图4中数据，对于更高阶的射线计算本方案提出的算法比空间分区算法的运行时间低约50％，比传统可见性算法都减少了将近70％。
127.本发明实施例还提供一种适用于城市场景信道建模的快速射线追踪装置，该装置包括计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机指令，当所述计算机指令被处理器执行时该装置实现如前所述方法所实现的步骤。
128.本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时以实现前述适用于城市场景信道建模的快速射线追踪方法所实现的步骤。该计算机可读存储介质可以是有形存储介质，诸如随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、软盘、硬盘、可移动存储盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。
129.本领域普通技术人员应该可以明白，结合本文中所公开的实施方式描述的各示例性的组成部分、系统和方法，能够以硬件、软件或者二者的结合来实现。具体究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的
范围。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(asic)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。
130.需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，做出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
131.本发明中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。
132.以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。