3D 광선 추적법을 이용한 EHF 대역에서의 전파 예측 모델
Propagation Prediction Models Using 3D Ray Tracing at EHF Band
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초록
본 논문에서는 EHF 대역의 실내 무선통신의 전파채널 특성을 파악하기 위해 3D Ray Tracing을 이용하여 전파 예측을 진행하였다. 3D Ray Tracing을 위해 실내 통신망 설계에 대한 기본적인 조사를 수행하였고, 전자기파의 기본적인 이론들을 이용하였다. 이러한 전파 예측을 통해 실내 환경에서 방의 면적, 송신기의 배치, 가구의 배치 등에 따른 실내 공간에서의 전력특성을 이해할 수 있다. 매우 높은 주파수에서는 직진성이 매우 강하고, 밀리미터 이하 단위로 짧은 파장을 가지기 때문에 회절에 의한 영향을 무시하고, LOS (Line Of Sight) 및 반사에 의한 영향만을 고려하였다. 또한 파장이 짧기 때문에 벽 표면의 거친 정도를 고려해야 한다. 따라서 스넬의 법칙에 의해 반사가 생기지 않고, 다른 방향으로의 산란이 생긴다. 이것은 반사계수가 줄어든 것과 같은 효과와 같다. 시뮬레이션 결과 독일 논문의 결과와 같은 결과를 얻었다. 이것으로 본 논문의 시뮬레이션이 정확함을 확인할 수 있었다. 본 논문의 수치적 결과는 여러 통신 환경에서 직접 적용될 수 있다. 추후 점점 더 각광받고 있는 테라헤르츠 통신망 설계에도 이용할 수 있을 것이다.
Abstract
In this paper, propagation prediction was performed using 3D ray tracing to understand the propagation channel characteristics of EHF indoor wireless communication. A basic investigation was conducted on the design of the indoor communication network for 3D ray tracing. And the basic theories of electromagnetic waves were used. It is possible to determine the power transmission characteristics in the indoor space according to the size of the room, the location of the transmitter, the arrangement of furniture in the indoor environment through this propagation prediction. The straightness is very strong at a very high frequency and it has a short wavelength on the order of millimeter or less. So the effect of diffraction is ignored. The effect of LOS (Line Of Sight) and reflection are considered. Also, the wavelength is very short, even the roughness of the wall surface must be considered. Therefore, there is no reflection according to Snell’s law and scattering occurs in different directions. This has the same effect as the reduced reflection coefficient. Simulation results obtained the same results as those of the german paper. This confirmed that the simulation in this paper was accurate. The numerical results of this paper can be directly applied in various communication environments. It is expected that it can be used in the design of terahertz communication networks, which are getting more and more popular in the future.
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