Analysis of wireless propagation using a novel 3D Ray- tracing acceleration technique

Abstract

El rápido crecimiento en las comunicaciones inalámbricas ha llevado a la necesidad de evaluar de un modo eficazla radiopropagación. Las densas áreas urbanas y los ambientes interiores tienden a ser entornos complejos querequieren una gran cantidad de obstáculos para ser modelados. En tales entornos, la radiopropagación de las ondases un fenómeno extremadamente complicado y las técnicas de trazado de rayos han sido ampliamente usadas paraanalizar estos problemas. Sin embargo, el principal problema del algoritmo de trazado de rayos es su lentitud. Por lotanto, el proceso del trazado de rayos se debe realizar con técnicas que mejoran la eficiencia de las simulaciones. Eneste artículo se presenta una nueva técnica de aceleración de trazado de rayos que combina las técnicas AZB y octreepara la subdivisión del espacio. Esta nueva técnica se validó mediante mediciones de propagación en dos ambienteshospitalarios, encontrando que el máximo error entre los valores medidos y calculados fue inferior al 8%. La nuevatécnica permitió reducir el tiempo de cálculo a la mitad comparado con la técnica AZB. Sin embargo, a medida quecrece el número de interacciones que se evalúan, crece el tiempo computacional.

The rapid growth in wireless communications has led to the need for an effective way to evaluate the radio propagation. Dense urban areas and indoor spaces tend to be complex environments that require a lot of obstacles to be modeled. In such environments, the radio propagation is an extremely complex phenomenon and ray tracing techniques have been widely used to analyze these problems. However, the main drawback of ray tracing algorithm is it slowness. Therefore, the ray tracing process should be performed using techniques that improve the efficiency of the computations. This paper presents a new ray tracing acceleration technique that combines AZB and octree techniques to subdivide the space. This new technique was validated by propagation measurements in two hospital environments and the maximum error encountered for measured and calculated values was below 8%. The new technique reduces the computation time by half in comparison to AZB technique. But, as the number of interactions increases, computational time increases as well