基于射线追踪的真实数字孪生环境中的 3D Wi-Fi 信号测量
网络与互联网体系结构
2026-02-17 v1 新兴技术
摘要
准确且高效的室内无线信号传播建模对于下一代 Wi-Fi 的部署至关重要。本文提出了一种基于数字孪生的测量系统，将实际的 3D 环境重建与确定性射线追踪相结合，实现基于物理的电磁建模。通过激光 LiDAR 扫描获取建等几何结构，随后进行对象分割并分配 ITU-R 标准材料参数。传播过程由 GPU 加速的射线追踪引擎模拟，生成包括延迟、功率、角向色散和 Ricean K 因子在内的路径级信道属性。在相同的运行时间约束下，本系统在对比商业测量模拟器时，表现出最高可达 21 dB 的路径增益，并在视距条件下持续实现更高的信噪比。此外，针对现场 RSSI 测量的实验结果表明，在校准后系统输出的空间相关性高达 0.98，证明了该系统在实际环境中的高保真度。 Furthermore, 覆盖分析覆盖 2.4 GHz、5 GHz 和 6 GHz 频段，展示了系统对 Wi-Fi 6E/7 网络进行频率相关材料衰减建模的能力。最后，该系统提供交互式 3D 可视化和按需数据提取，凸显了其在数字孪生驱动的无线系统设计和优化方面的潜力。
引用
@article{arxiv.2602.13340,
title = {3D Wi-Fi Signal Measurement in Realistic Digital Twin Testbed Environments Using Ray Tracing},
author = {Mengyuan Wang and Haopeng Wang and Haiwei Dong and Abdulmotaleb El Saddik},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.13340},
year = {2026}
}
备注
accepted by IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement