Wireless-Insite-3.3-简体中文教材建模(features)之章

©RemcomInc.Allrightsreserved.315S.AllenSt.,Suite416|StateCollege,PA16801USA|+1.814.861.1299phone|+1.814.861.1308fax|[e-mail]||©RemcomInc.Allrightsreserved.WirelessInsiteTraining(3.3)ChineseVersion(features)•这份教材欢迎任何有需要的用户索取，并且可以自由分享或是引用其内容©RemcomInc.Allrightsreserved.Outline1.介绍REMCOM公司，背景，专业与产品2.仿真计算的概念和效益以及WirelessInsite演算法原理3.运用WirelessInsite进行研发的工作流程与所需资源整合4.WirelessInsiteOverview5.各种Feature的介绍6.材料设定和配置7.波形，天线，以及发射接收端口8.演算法模型StudyArea9.CommunicationSystemAnalysis©RemcomInc.Allrightsreserved.Outline10.设定以及进行计算11.检视结果以及后处理12.其他相关信息©RemcomInc.Allrightsreserved.介绍REMCOM公司•发展简历•成立于1994年•总部位于美国宾州StateCollege•约35-40名员工•开发与销售各种高频电磁仿真软件幷提供技术支援•透过与诸多代理商的合作展开全球布局与发展业务•客户包括学界，商业单位以及各种政府机关©RemcomInc.Allrightsreserved.REMCOM公司软体产品一览产品一览XFdtd运用FDTD演算法之三维时域全波仿真软件，可用于各种天线设计，各种无线通信相关产品之设计工作，进阶版本也支援生物电磁相关计算，同时可用于材料以及包含物理光学等许多电磁相关之研究WirelessInsite运用射线跟踪算法发展之无线电波传播仿真软件，可以用于预测传播路径，涵盖范围，计算吞吐量和接收功率等许多工作，并支持5G/MIMO规格之相关应用建模XGTD运用射线跟踪算法发展之电大尺寸平台仿真软件，可用于远场辐射，雷达截面积(RCS)，或是电磁兼容等相关研究，活跃于天线配置，电大尺寸平台设计等应用Wavefarer结合射线跟踪算法以及近场传播模型技术之雷达仿真软件，应用频率范围高达79GHz以上，可以建立汽车等动力机械动态运动场景加以仿真，评估雷达配置于动力机械上之后在环境中的工作特性©RemcomInc.Allrightsreserved.模拟计算的概念和效益•仿真可以节省时间，减少制作原型样品所需的时间和耗费的原料，降低研发工作的成本•仿真计算可以快速地进行各种试误和修正工作的循环•用于仿真的模型可以重复使用，稍作修改或是使用其中一部分就可建立新的模型用于其他项目•GPU加速技术可以大幅降低计算所需时间，增加其实用性•在许多产业仿真已经成为工业标准，重要性与日俱增©RemcomInc.Allrightsreserved.浅谈射线跟踪算法•WirelessInsite所采用的射线跟踪算法(RayTracing)是一种透过在三维空间中建立路径，并且透过这些路径和接触面的互动来计算物理量变化的数学方法。•使用RayTracing的算法引擎有X3D，Full-3D，UrbanCanyon以及VerticalPlane，其中X3D采用GPU加速，Full-3D是使用CPU的传统计算引擎，UrbanCanyon多用于室外，VerticalPlane多用于长距离场景。•射线由TX产生，依照Theta及Phi方向的间隔设定打出，然后接触到个别物体表面之后，产生各种互动，一直到在允许的互动次数之内到达RX为止。•路径是否有效会由到达之后的功率来判定，并且用户可以选择要显示多少条路径。©RemcomInc.Allrightsreserved.浅谈射线跟踪算法Theta方向，0~180度Phi方向，0~360度发射射线射线接触到场景中Feature的表面透射反射散射射线接触到场景中Feature的边缘绕射©RemcomInc.Allrightsreserved.建立一个用于WirelessInsite的仿真场景⚫建立用于WirelessInsite的场景会包含几个要素1.地形，建筑物，室内设计结构，各种物体等环境特征2.发射器及接收端口，以及配合运用之天线和载波3.材料模型和材料参数4.包含用户拟分析之区域范围的算法模型(Studyarea)5.由发射器和接收端口所组合而成的通讯系统⚫使用者需要准备的材料和事前规划1.地理地形图，建筑物或是室内规划或是特定须考量的物体等环境资讯2.确认是否可以直接使用软体内建的材料库或有一个材料清单以及所需的材料参数3.根据使用的天线及载波，会需要有天线的参数或是载波的波形频率等信息4.依据经验或特殊需求，考虑选用算法模型或对其进行的特殊设定或调整5.厘清需要取得的输出有哪些©RemcomInc.Allrightsreserved.WirelessInsite的工作流程建立或导入各种特征透过在软体中绘制或是从外部导入CAD档案，建立如地形，建筑物或是室内设计等各种环境特征设定和确认材料参数可以使用WirelessInsite内建的材料库来配置材料，或是自行建立新材料，并且针对特征的细节改变材料或参数设定波形，天线，以及发射接收端口厘清在整个模拟场景中所使用的讯号以及天线，还有发射接收关系，或是依据取得资料的需求作配置设定通讯系统分析(CommunicationSystemAnalysis)视需要将场景中的发射端和接收端组合成一个通讯网路，并且进行分析设定计算引擎(Studyareas)设定仿真要使用的算法引擎，并且做必要的细节设定，以及确认要取得的输出建立并执行仿真确认各种设定配置无误，储存之后开始进行模拟计算检视或导出计算结果检视传播路径，接收功率，吞吐量，等数十种模拟计算结果并视需要导出©RemcomInc.Allrightsreserved.WirelessInsiteOverview(GUI)•WirelessInsite的用户介面分成两个部分，分别是可以展示模型和仿真输出的ProjectView窗口，以及实际上进行建模操作的main视窗•ProjectView视窗(默认之空白状态)•MainWindow(默认之空白状态)©RemcomInc.Allrightsreserved.WirelessInsiteOverview(GUI)•WirelessInsite的用户介面还有额外的视窗可以显示更多信息，projecthierarchy可以显示整个工程的各种构成因子，Calculationlog可以显示计算的进度或是各种状况。•Projecthierarchy•Computationlog©RemcomInc.Allrightsreserved.WirelessInsiteOverview(GUI)•ProjectViewindoor•ProjectViewoutdoorurbanscenario•ProjectView选单与快捷键及常用功能•切换2D/3D显示•开启/关闭实心贴图显示•调整视野•切换在地面显示格线•切换显示各种特征以及TX/RX•距离量测工具•ProjectView是WirelessInsite中提供检视模型以及建模相关绘图操作的视窗。©RemcomInc.Allrightsreserved.WirelessInsiteOverview(GUI)•2D显示切换俯视图•关闭3D贴图•开启3D贴图•视角切换选单•距离量测工具©RemcomInc.Allrightsreserved.WirelessInsiteOverview(GUI)•切换各种显示的菜单•切换在projectview视窗显示计算结果或是重新读取的选单•在projectview视窗指定以鼠标选择各种不同对象的菜单©RemcomInc.Allrightsreserved.WirelessInsiteOverview(GUI)•Main是一个列表式的视窗，在WirelessInsite中提供整体的建模，各种参数和材料编辑以及控制计算的功能。•新增，开启，储存工程，开启/关闭其他视窗以及启动计算。平面地理资讯影像图形地形图，建筑物，室内设计规划，或是特定物体等模型特征各种材料天线，发射接收端，波形算法模型的选择和设定通讯系统分析工具计算结果一览类别内项目清单©RemcomInc.Allrightsreserved.WirelessInsiteOverview(GUI)MainWindow的project菜单MainWindow的project选单中的新增项目子选单MainWindow的project选单中的导入选单MainWindow的project选单中的开启菜单©RemcomInc.Allrightsreserved.WirelessInsiteOverview(GUI)MainWindow的Edit选单，可以开启软件环境设定菜单MainWindow的View选单，可以切换或开关不同视窗。MainWindow的View选单©RemcomInc.Allrightsreserved.WirelessInsiteOverview(GUI)ProjectStatics视窗，总览整个模型的整体数据ProjectOutputProperty视窗，整体调整模型的输出显示设定最多显示的路径数量设定保存下来的有效路径ProjectProperty视窗，从经纬度开始对模型整体的总览©RemcomInc.Allrightsreserved.WirelessInsiteOverview(GUI)偏好设定•设定显示单位•改变部分显示以及3D贴图设定•改变输出的显示配置•多线程计算以及优先度设定•设定导入地理数据预设路径•TX或是RX的默认高度以及一些建模的默认选项•平行计算相关以及其他特殊功能•默认为关闭并且可能在新版本汰除的机能©RemcomInc.Allrightsreserved.WirelessInsiteOverview(GUI)•切换各子视窗的显示•打开说明书(referencemanual)，教学文件(user’sguide)，以及显示软件的版本和授权资讯©RemcomInc.Allrightsreserved.WirelessInsite建模•WirelessInsite的建模工作可以分成几个步骤1.导入或绘制地形，建筑或室内设计等模型并建立场景2.确认各部位的材料正确的设定，并且适当的修正参数3.设定或导入载波波形和天线4.设定并配置发射器以及接收端口并配置对应的天线以及波形5.设定计算区域的算法引擎(studyarea)并确认所需的输出6.开始计算并于完成后检视结果©RemcomInc.Allrightsreserved.Feature的建立•用户可以在WirelessInsite建立对应现实世界的场景，然后在这些场景中进行无线电波传递的各种仿真。•场景中会包含地理地形，各种建筑物，房屋等室内环境，植被，以及其他不特定性质的物体•WirelessInsite将这些场景中的各种成分称之为Feature(特征)，WirelessInsite的建模方式也称之为基于特征的建模•WirelessInsite使用射线跟踪算法会让射线和foliage以外的各种feature的表面接触并互相作用，然后依照这些feature的特性来进行相关计算•WirelessInsite的Feature分为五种1.代表地理地形的Terrian2.代表各种建筑物外观的City3.代表建筑物内部隔间等设计配置的Floorplan4.代表从盆栽，草皮到树林等各种不同类型的植被的Foliage5.代表各种不特定物体的Object©RemcomInc.Allri