DOI QR코드

DOI QR Code

Source Independent Subtree Ray Tracing Method for Wave Propagation Simulation in Urban Environment

도심 환경에서 전파 특성 모의 해석을 위한 신호 독립 부트리 방법에 대한 연구

  • Kwon, Se-Woong (ISR R&D Lab. LIG Nexl. Co. Ltd.) ;
  • Moon, Hyun-Wook (Department of Electrical and Electronic Engineering, Yonsei University) ;
  • Oh, Jae-Rim (Department of Electrical and Electronic Engineering, Yonsei University) ;
  • Yoon, Young-Joong (Department of Electrical and Electronic Engineering, Yonsei University)
  • 권세웅 (LIG넥스원 용인연구소 ISR연구센터) ;
  • 문현욱 (연세대학교 전기전자공학과) ;
  • 오재림 (연세대학교 전기전자공학과) ;
  • 윤영중 (연세대학교 전기전자공학과)
  • Accepted : 2010.01.18
  • Published : 2010.03.31

Abstract

In this paper, a SIT(Source Independent Tree) method for ray tracing is proposed to enhance the efficiency of tree construction with reuse of sub tree in urban environment, As the SIT method is applied, the decrease of the number of nodes for picocell and microcell simulations is 100 times. And 88~98 % of the total nodes are reused with change of location of signal source from an analysis of node reuse efficiency. Therefore the proposed SIT method is useful in performance enhancement of ray tracing, especially, for multiple antenna simulation like as MIMO system and cell planning.

본 논문에서는 도심과 같이 전기적으로 큰 환경에서 광선 추적법의 광선 추적을 통한 트리 구성 및 부트리 사용에 있어서 부트리 재사용을 통한 트리 생성 효율을 높이기 위해 신호원 독립 부트리 방법을 제안하였다. 신호원 독립 부트리 방법의 적용 결과, 피코셀 및 마이크로셀에서의 노드 개수가 트리 깊이 6에서 100배 감소하는 것을 확인하였으며, 노드 재사용 효율 분석을 통해 송신 위치가 변해도 전체 노드 중 88~98 %가 재사용되는 것을 확인하였다. 그러므로 제안된 신호원 독립 부트리 적용을 통해 광선 추적법 성능 개선은 물론 다중 안테나 또는 기지국 최적화와 같은 다중 송신기 사용 시 노드 재사용으로 인한 성능 개선에 유용하다.

Keywords

References

  1. T. Kay, J. Kajiya, "Ray tracing complex scenes", Proc. Siggraph '86, Computer Graphics, vol. 20, no. 4, pp. 269-278, Aug. 1986. https://doi.org/10.1145/15886.15916
  2. Robert R. Shannon, The Art and Science of Lens Design, Cambridge University Press, 1997.
  3. 신승철, 문현욱, 권세웅, 김영규, 박정수, 윤영중, "수중 센서 네트워크에서의 지연시간 특성 연구", 한국음향학회 제23회 수중음향학 학술발표회 논문집, pp. 39-42, 2008년 8월.
  4. J. R. Wait, "The ancient and modern history of EM ground-wave propagation", IEEE Antennas and Propagation Magazine, vol. 40, no. 5, pp. 7-24, Oct. 1998. https://doi.org/10.1109/74.735961
  5. F. Ikegami, S. Yoshida, T. Takeuchi, and M. Umehira, "Propagation factors controlling mean field strength on urban streets", IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 32, no. 8, pp. 822-829, Aug. 1984. https://doi.org/10.1109/TAP.1984.1143419
  6. G. D. Galdo, M. Haardt, Geometry-based Channel Modeling for Multi-User MIMO Systems and Applications, Ilmenau, 2007.
  7. C. Oestges, V. Erceg, and A. J. Paulraj, "Propagation modeling of MIMO multipolarized fixed wireless channel", IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 53, no. 3, pp. 644-654, May 2004. https://doi.org/10.1109/TVT.2004.827149
  8. P. Almers, E. Bonek, A. Burr, N. Czink, M. Debbah, V. DegliEsposti, H. Hofstetter, P. Kyosti, D. Laurenson, G. Matz, A. F. Molish, C. Oestges, and H. Özcelik, "Survey of channel and radio propagation models for wireless MIMO systems", EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, vol. 2007, pp. 1-19, 2007.
  9. M. F. Catedra, J. P. Arriaga, Cell Planning for Wireless Communications, Artech House, 1999.
  10. M. G. SBnchez, L. de Haro, A. G. Pino, and M. Calvo, "Exhaustive ray tracing algorithm for microcellular propagation prediction models", Electronics Letters, vol. 32, no. 7, pp. 624-625, Mar. 1996. https://doi.org/10.1049/el:19960453
  11. 손해원, 명노훈, "마이크로셀 전파전파 모델을 위한 결정적인 ray tube 방법", 한국통신학회논문지, 23(9), pp. 2637-2646, 1998년 9월.
  12. S. Y. Tan, H. S. Tan, "Improved three-dimensional ray tracing technique for microcellular propagation models", Electron. Lett., vol. 31, no. 17, pp. 1503-1505, 1995. https://doi.org/10.1049/el:19950991
  13. 권세웅, 문현욱, 오재림, 임재우, 배석희, 김영규, 박정수, 윤영중, "가속 방법을 이용하는 전파 광선 추적법에 관한 연구", 한국전자파학회논문지, 20(5), pp. 471-479, 2009년 5월. https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2009.20.5.471
  14. A. Formella, F. A. Agelet, and J. M. H. Rabanos, "Acceleration techniques for ray-path searching in urban and suburban environments to implement efficient radio propagation simulators", COST255-CP-61b02, 1999.
  15. K. H. Ng, E. K. Tameh, A. Doufexi, R. M. Hunukumbnuk, and A. R. Nix, "Efficient multielement ray tracing with site-specific comparisons using measnukd MIMO cte-specdata", IEEE Tre-sactions on Vehicular Technology, vol. 56, no. 3, pp. 1019-1032, May 2007. https://doi.org/10.1109/TVT.2007.895606
  16. F. A. Agelet, J. M. Hernando-Rabanos, F. I. de Vicente, and F. P. Fontan, "Efficient ray-tracing acceleration techniques for radio propagation modeling", IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 49, no. 6, pp. 2089-2104, Jun. 2000. https://doi.org/10.1109/25.901880