图形用户界面#

下图展示了图形用户界面，它由以下元素组成。

interface

1. 视口选项卡#

视口显示构成场景的地理空间数据，用于部署无线接入网 (RAN) 节点或特定用户设备 (UE)。可以通过右键单击地图上的给定区域并从上下文菜单中选择 Aerial > Deploy RU 来执行无线单元的部署。要移动 RU，一旦选中，我们可以改用 Aerial > Move RU。类似地，要手动部署 UE，我们可以使用 Aerial > Deploy UE。（UE 的程序化部署在仿真部分中说明）。要部署 DU，我们最终可以右键单击地图并选择 Aerial > Deploy DU。

在视口的顶部，我们还可以找到更改视图类型（例如，顶部或透视）或视口分辨率的设置。

最后，颜色条提供了描述 EM 引擎跟踪的每条射线所携带功率的渐变，可以使用 CTRL+B 隐藏或显示。

2. 配置选项卡#

配置选项卡用于设置仿真，并提供以下字段。

数据库
- DB host：指定 ClickHouse 服务器的 IP 地址。
- DB port：指示 ClickHouse 客户端端口。默认情况下，此字段为 9000，除非 ClickHouse 的安装使用了非标准设置。一旦指定了 DB host 和 DB port，用户可以使用 Connect 按钮连接到 ClickHouse 服务器。如果连接成功，按钮旁边的指示器将从红色变为绿色。
- DB name：这是将用于存储仿真期间生成的结果的数据库名称。
- DB author：此字段记录数据库的作者。默认情况下，它是用户 ID。
- DB notes：用户打算添加到数据库的任何附加文本。此字段可以留空。
- Opt-in DB tables：可以选择启用或禁用以存储仿真结果的输出表列表。默认为启用。
- Existing DBs：显示连接后在 DB host 上可用的数据库列表。从 1.2 版本开始，通过单击相应条目上的 Replay 按钮，可以在 UI 上显示包含仿真结果的数据库。
- DB summary：从 Existing DBs 中选择的 DB 的摘要，在主机连接后也可用。
通道
- Server path：Omniverse Nucleus 服务器的 URL。
- Broadcast channel name：Nucleus 广播通道的名称。图形界面将通过此通道搜索可用的工作程序来执行任何仿真。
资产
- Session name：实时会话的名称。可以更改此字段，以便为同一场景导入或丢弃给定的 RAN 部署。
- RU asset：用于指示无线单元的 3D 资产的 URL。
- DU asset：用于指示分布式单元的 3D 资产的 URL。
- UE asset：用于指示 UE 的 3D 资产的 URL。
- Panel asset：用于表示天线平面阵列的资产的 URL。
- Spawn Zone asset：用于指示可以程序化生成 UE 的区域的资产的 URL。
- Materials asset：指向描述仿真范围内使用的 ITU P.2040 材料的资产的 URL。

3. 内容选项卡#

内容选项卡可用于浏览 Nucleus 服务器的内容，移动/复制文件并打开所需的场景。在实时会话中创建的更改将始终存在于 USD 文件旁边的 .live 目录中。要将场景重置为其初始状态，请删除场景所在文件夹中的 .live 目录。

4. 控制台选项卡#

此选项卡用于说明 Aerial Omniverse Digital Twin 运行期间收集的所有警告和消息。警告标记为黄色，错误标记为红色。对仿真有影响的错误也会传播到对话框。

5. GIS 选项卡#

GIS 选项卡用于连接到 GIS 容器，并从 CityGML 或 OpenStreetMap (OSM) 源触发 USD 转换作业。它提供以下字段

GIS 通道配置:
- Server Path：Omniverse Nucleus 服务器的 URL。
- Broadcast Channel Name Nucleus 广播通道的名称。图形界面将通过此通道搜索可用的工作程序来执行 GIS 作业。
GIS 处理:
- OSM：包含 OSM 处理的配置。
  - Coordinates：用于 OSM 导入的边界框的坐标。必须采用十进制度数，顺序如下：左下角经度、左下角纬度、右上角经度、右上角纬度。
  - Output stage：输出 USD 阶段的 URL。
- CityGML：包含 CityGML 处理的配置。
  - Input files：GIS 容器主机上的 CityGML 路径列表。
  - Output stage：输出 USD 阶段的 URL
  - 附加选项:
    - EPSG (In)：传入 CityGML 数据的 EPSG 代码
    - EPSG (Out)：结果 USD 阶段的 EPSG 代码。必须是投影坐标系（线性单位）。
    - Scale：如何缩放地图的尺寸；默认值为 100.0，对应于以米表示的输入（在可能的投影之后）并转换为厘米。
    - Mobility Scale：此标志定义了由管道生成的移动域网格中允许的最大边长（默认值 = 400，单位为目标单位，即厘米）。
    - Adjust Height Threshold：相对阈值，超过此阈值后，网格的高度将调整为 measured height 中报告的高度；默认值为建筑物高度的 0.1 或 10%。
    - Flatten：是否展平地形并将所有建筑物降至平坦地面；默认值为 false。
    - Textures：包括纹理引用；默认值为 true。必须在输入 GML 文件所在的文件夹中找到相应的 textures 文件夹。注意：在某些情况下，场景中未纹理化的建筑物将以白色渲染。

6. 天线单元选项卡#

天线选项卡在设置仿真时用于指定

给定天线面板由哪种类型的天线组成
所述面板的几何和极化特性。

选项卡的字段如下图所示。

antenna_elements

panel_asset：指定正在通过选项卡编辑的面板。
antenna_type：在阵列中可视化地选择一个或多个天线单元后，此字段编辑其天线类型。特别是，
- 用户可以通过单击阵列的简化图中的单元来选择需要更改天线类型的天线单元，其中使用第一线性极化的单元标记为蓝色，使用第二极化的单元标记为绿色
- 然后用户可以从 Antenna 组合框中选择天线类型，
- 最后使用 Apply to Element(s) 按钮应用它。

如果成功，则天线单元的类型将在上述图中更新。要添加或删除第二极化，请更新属性小部件中的 Dual Polarized 复选框。

以下是支持的内置天线类型

各向同性
无限小偶极子
半波偶极子
微带贴片，具有
- \(\epsilon_r=4.8\)
- \(L = \dfrac{\lambda}{2 \sqrt{\epsilon_r}}\) （\(\lambda\) 是载波的波长）
- \(W = 1.5 L\)

而自定义天线单元可以使用按钮导入

Open Element File，它支持单个单元 CSV 或 FFD 文件上传。该文件需要具有节头 [Antenna element parameters] 和单个天线单元的模式数据，列标题为 Theta,Phi,EThetaReal,EThetaImag,EPhiReal,EPhiImag。一旦上传模式文件，该模式将添加到 antenna_type 组合框中，并可以应用于选定的单元。可以使用 Remove Element File 按钮删除模式。删除其模式的任何天线单元将恢复为各向同性。内置天线类型无法删除。

对于半波偶极子，AODT 还提供了直接计算每个单元的有效天线单元模式 (AEP) 的可能性，按钮为 Calculate AEP，从而考虑了互耦效应。

在选项卡中，我们还可以找到两个图

方位角切面的增益模式
和天顶角切面的增益模式

对于从“天线”组合框中选择的天线类型，这两个图说明了沿方位角和天顶角平面的辐射实体的轮廓。

最后，值得一提的是，通过鼠标左键单击选择给定天线站点是累加的，即，一旦选择了一个站点，也可以添加第二个站点，然后是第三个站点，依此类推。第二次单击选定的站点将取消选择它。或者，可以使用 Clear Selected 按钮删除任何选择。

7. 阶段和小部件属性#

阶段小部件显示场景中部署的所有资产，属性小部件是设置其属性的界面

环境#

阶段小部件中的此条目可用于设置场景的外观和感觉。例如，它允许设置模拟位置的当天时间，这对阳光照明有直接影响。

外观#

此条目（如果存在）包含用于描述建筑物的纹理。

材质#

此条目用于列出仿真中使用的材质。
每种材质都以四元组 \(\left(a,b,c,d\right)\) 表示，这四个参数来自 ITU P.2040，因此材质的相对介电常数表示为

\( \epsilon_r = a f_{\rm{GHz}}^b - j c f_{\rm{GHz}}^d \)

以及通过
- Scattering XPD：散射交叉极化/共极化功率比
- RMS Roughness：表面粗糙度的均方根
- Scattering coefficient：有效粗糙度模型中使用的散射系数参数 [^2], [^3]
- Forward Scattering Lobe Exponent：定向漫反射模型中前向散射波瓣（在镜面反射方向）的整数指数参数
- Backward Scattering Lobe Exponent：定向漫反射模型中后向散射波瓣（在入射方向）的整数指数参数
- Forward Scattering Lobe / Total power Ratio：定向漫反射模型中前向散射功率与总散射功率之比。

面板#

此条目收集仿真中使用的天线阵列。可以通过右键单击阶段小部件区域并选择 Aerial > Create Panel 来添加新面板。创建面板后，我们可以设置
- 天线单元
  - Edit：通过按此按钮，我们可以转到 Antenna Elements 选项卡
  - Open Panel File：面板级别的 CSV 或 FFD 文件上传。该文件需要具有 [Antenna panel parameters] 节和所有单元的模式数据。面板中的单元总数由属性 HorizontalElements、VerticalElements 和 DualPolarized 确定。每个模式都必须具有列标题 Theta,Phi,EThetaReal,EThetaImag,EPhiReal,EPhiImag。
  - Save Panel File：面板级别的 CSV 或 FFD 文件导出。
- Dual Polarized：指示面板是否使用具有双极化单元的天线阵列。
- Carrier Frequency [MHz]：指示阵列中天线将工作在的中心频率。
- Horizontal Elements (\(N_{hor.}\))：平面天线阵列中一行的单元数。
- Vertical Elements (\(N_{vert.}\))：平面天线阵列中一列的单元数。
- Horizontal Spacing [mm] (\(\Delta_{hor.}\))：此字段表示平面天线阵列中使用的均匀水平间距。
- Vertical Spacing [mm] (\(\Delta_{vert.}\))：相应地，此字段指示均匀垂直间距。
- Roll of First Pol. Element [deg]：此字段表示双极化天线站点中第一个单元相对于垂直轴的滚转角（例如，\(0^\circ\)）。
- Roll of Second Pol. Element [deg]：双极化天线站点中第二个单元的相应滚转角（例如，\(90^\circ\)）。仅当阵列由双极化单元组成时才有效。

RUs#

阶段小部件中的此条目收集已部署的 RU，这些 RU 通过鼠标右键单击视口区域并选择 Aerial > Deploy RU 添加到场景中。通过在列表中选择给定的 RU，我们可以设置两组不同的属性
- Cell ID：定义给定 RU 支持的小区的唯一标识符。
- Distributed Unit (DU) ID：与此 RU 关联的 DU 的唯一标识符（请参阅下一个属性）。
- DU Manual Assignment：如果启用，用户可以手动覆盖所选 RU 的 DU ID。如果禁用，则会将最近的有效 DU 分配给 RU。如果现有 DU 没有与 RU 使用的面板匹配的载波频率和天线总数，则将创建具有必要属性的新 DU 并将其分配给 RU。
- Enable Rays：此标志指示是否需要将从给定 RU 发射的射线包含在仿真后可视化的遥测数据中。为了使到给定 UE 的射线出现，还需要在 UE 侧启用相应的字段。
- Height (m)：天线面板距 RU 基座的高度。
- Mechanical Azimuth (\(\phi_b\))：RU 波束轴的方位角（在下图中指示为 \(\hat{b}\)）。
- Mechanical Tilt (\(\theta_b\))：RU 波束轴相对于水平面的仰角（在下图中指示为 \(\hat{b}\)）。
- Panel Type：当前选定的 RU 的特定天线阵列。
- Radiated power (dBm)：给定 RU 的整个天线阵列的 total radiated power。

DUs#

阶段小部件中的此条目收集已部署的 DU，这些 DU 通过鼠标右键单击视口区域并选择 Aerial > Deploy DU 添加到场景中。部署后，DU 会放置在其紧邻的建筑物上方，因此可能需要缩小以在部署后看到它们。DU 的位置用作视觉辅助工具，以阐明 DU-RU 关联，而不是表示 DU 在地图上的实际物理位置。通过在属性小部件中选择给定的 DU，我们可以设置
- Aerial 属性
- ID: 此 DU 的唯一标识符。
- Carrier Frequency [MHz]：分配的 RU 面板预期发射的中心频率。
- Max Channel Bandwidth [MHz]：DU 支持的最大带宽。此 RAN 特有字段当前为只读。编辑功能将在未来的更新中添加。
- Number of Antenna Elements：分配给关联 RU 的面板预期使用的天线数量。
- Sub-carrier Spacing：指示 RU 使用的 OFDM 波形中相邻子载波之间频谱距离的参数。
- Waveform FFT size：正交频分复用 (OFDM) 波形中使用的 FFT 的大小。当 Scenario 范围中激活 Enable Wideband CFRs 或 Simulate RAN 时，将使用此参数。
将 RU 分配给 DU 时，请注意以下事项
- 可以通过编辑 RU 中的 ID 属性将多个 RU 分配给一个 DU。
- 属于一个 DU 的所有 RU 必须具有相同数量的天线，其中 num_ants = num_horizontal_elements * num_vertical_elements * num_polarizations。
- 创建 RU 时，如果 RU 满足上述要求，UI 将尝试将其与最近的 DU 关联。
- 只要 RU 满足上述要求，用户就可以手动将 RU 与比直接邻近的 DU 更远的 DU 关联。

场景#

阶段小部件中的此条目收集当前可以设置的所有仿真参数。这包括
- Default UE panel: 这是默认情况下与仿真中的任何 UE 关联的天线阵列。正如我们稍后将看到的，此参数可以在本地覆盖。
- Default RU panel: 与默认 UE 面板描述的概念相同，但用于 RU 面板。
- Diffuse Model：指示表面如何散射光，是均匀地向所有方向散射（朗伯）还是具有方向偏差。
- Enable Temperature Color：此标志指示是否需要根据射线的功率对射线进行着色。
- Enable training：此标志指示我们是否希望在运行仿真时训练神经网络。目前，这仅在未仿真 RAN 时受支持。
- Enable Seeded Mobility：指示 UE 移动性创建中涉及的随机数生成器是否已播种。
- Mobility Seed：如果先前的参数设置为 true，则表示随机数生成器的种子。
- Simulate RAN：通过向 RU 和 UE 添加物理层和介质访问控制层，启用仿真已部署 RU 行为的可能性。
- Enabled Wideband CFRs: 此标志指示是否也将生成信道频率响应。
- Number of Batches：仿真期间 UE 重投事件的数量。此参数在训练神经网络时很有用。UE 运动的演变是平滑且渐进的。相应地，信道的统计信息在许多样本中不会发生明显变化。借助此参数，可以通过 UE 重投加速训练过程的收敛，UE 重投发生在每个批次中。
- Simulation mode：当 Simulate RAN 禁用时，此字段允许在两种不同的指定仿真时间线的方式之间进行选择。在 Slots 模式下，仿真时间线由每个批次的槽数和每个槽的信道实现数（Samples per Slot）描述。不同的是，在 Duration 模式下，时间线由仿真的总时间长度（Duration）描述，并且跨所述持续时间的采样周期由 Interval 设置。如果启用 Simulate RAN，则仅 Slot 模式是可能的。
- Slots per Batch：仿真中每个批次要仿真的槽数。仿真中的批次总数在 Batches 中指定。
- Samples per slot：给定槽中要考虑的样本数。此字段可以是 1 或 14，指示仿真是否应考虑槽内的多普勒效应。
- Duration (s)：此数字表示我们希望为其生成无线电环境实现的模拟时间量。
- Interval (s)：此参数指示要采样无线电环境的采样周期。
- Max dynamic range (dB)：应考虑用于射线可视化的 dB 功率范围。此范围设置功率阈值 - 从最强的射线开始 - 低于此阈值，图形界面将省略射线的可视化。
- Max Number of Ray Paths Per RU-UE：此字段设置每个 RU-UE 对的可视化射线数。
- Number of Emitted rays in Thousands：这是给定 RU 发射的射线数，因为所有射线都是从 RU 跟踪到 UE 的。
- Number of Scene Interactions Per Ray：沿任何跟踪的射线，容许的散射事件总数。
- Number of procedural UEs：这表示仿真期间将存在的程序化 UE 的数量。当前限制为最多 2000 个。
- Percentage of Indoor Procedural UEs：相对于仿真期间将存在的所有程序化 UE，室内程序化 UE 的百分比。
- Ray sparsity：虽然 RAN 数字孪生计算所有时间样本的射线，但此字段允许仅将此类射线的一小部分传播到图形界面。当运行长时间仿真时，这很方便，因为这需要将大量数据传输到图形界面，图形界面将不得不将数据保存在 RAM 中。例如，Ray sparsity 因子为 10 意味着图形界面将仅每 10 个样本请求一次射线。
- Ray Width (cm)：地图上射线曲线的直径。
- UE Height (m)：将应用于场景中所有 UE 的 UE 高度。
- UE Reception sphere radius (m)：UE 位置处球体的半径，用于在 EM 引擎的射线跟踪中查找传播路径。
- UE Max Speed (m/s)：仿真中 UE 的最大速度。
- UE Min Speed (m/s)：仿真期间 UE 的最小速度。给定 UE 的实际速度将从 UE 最小速度到 UE 最大速度的均匀分布中选择。

UEs#

一旦使用视口上下文菜单（Aerial > Deploy UE）或接下来描述的程序化方法部署 UE，将在该条目的范围内找到 UE。通过选择给定的 UE，我们可以配置两组不同的属性
- ID：将给定 UE 与其他 UE 区分开来的唯一标识符。
- BLER Target：UE 的所需误块率。此值表示传输传输块中的目标错误率，用于指导自适应调制和编码方案。
- Enable Rays from：此字段指示 RU 列表，这些 RU 的射线将包含在仿真后可视化的 UE 特定遥测数据中。为了使来自给定 RU 的射线出现，需要在 RU 侧启用相应的字段。
- Manually Created：此标志指示 UE 是由用户直接定位的，还是由软件程序化生成的。
- Mechanical Tilt (\(\theta_b\))：UE 波束轴相对于水平面的仰角（在下图中指示为 \(\hat{b}\)）。
- Panel Type：当前选定的 UE 的特定天线阵列。
- Radiated power (dBm)：给定 UE 的整个天线阵列的 total radiated power。

runtime#

runtime prim 收集 UE 在 UE 生成后在仿真期间将沿其移动的轨迹。

World#

此条目包含描述场景的几何形状。

8. 实时会话小部件#

实时会话小部件的功能是通过 NVIDIA 的 Live Sync 技术同步图形界面和 RAN 数字孪生。

从图形界面侧添加到场景的任何更新都需要在实时会话处于活动状态时发生。这确保任何更改都传播到 RAN 数字孪生。

注意：从 1.1 版本开始，一个已知 bug 影响了实时会话窗口小部件中的“结束并合并”选项。作为数据共享的临时解决方案，建议用户在 Nucleus 上找到他们的 USD 文件和相关的 .live 文件夹，将这些项目压缩成 zip 文件，并与协作者分享这个压缩包。这种方法将使数据共享得以继续，直到问题在未来的更新中得到解决。