Strålspårning i utveckling av kanalmodellering

The fifth generation of mobile internet is upon us, but still, there is work to do before the new technology is fully utilized. The new generation of cellular network promises frequencies ranging from the sub – 6 GHz to 39 GHz, the latter being in the mmWave spectrum. At these frequencies, we can utilize geometrical optics to calculate the radio wave propagations. The purpose of this work is to explore how raytracing can be used to predict wireless radio wave channels and pathloss in indoor and urban environment settings. The model presented in this work explores line of sight, reflection, refraction, diffraction and scattering. The model utilizes Frii’s pathloss model for pathloss in the line-of-sight case. For reflection and refraction, Snell’s laws of reflection and refraction were used. For diffraction, the uniform theory of diffraction was used, and the scattering explored in this work was created using a physics based bidirectional reflectance diffusion function. With this we create a basic raytracing program for simple environments with potential for expansion in future work. The simple environment is a cube made in an STL file. The algorithms for the different parameter were a hybrid method of shoot- and bounce and image method for reflection, a double counting method for refraction. The transitions between different shadow boundaries were smooth. While scattering was explored, more work needs to be done to implement scattering into the code.Den femte generationen mobilt internet är över oss, men det återstår fortfarande arbete innan den nya tekniken utnyttjas fullt ut. Den nya generationen av mobilnät lovar frekvenser som sträcker sig från sub-6 GHz till 39 GHz, där det senare ligger i millimeter-spektrumet. Vid dessa frekvenser kan vi använda geometrisk optik för att beräkna radiovågsutbredningen. Syftet med detta arbete är att utforska hur raytracing kan användas för att förutsäga trådlösa radiovågskanaler och vägförluster i inomhus- och stadsmiljö. Modellen som presenteras i detta arbete utforskar synlinje, reflektion, brytning, diffraktion och spridning. Modellen använder Friis pathloss-modell för pathloss i siktlinjefallet. För reflektion och brytning användes Snells lagar för reflektion och brytning. För diffraktion användes den enhetliga teorin om diffraktion, och spridningen som utforskades i detta arbete skapades med hjälp av en fysikbaserad dubbelriktad reflektansdiffusionsfunktion. Med detta skapar vi ett grundläggande strålspårningsprogram för enkla miljöer med potential för expansion i framtida arbete. Algoritmerna för de olika parametrarna var en hybridmetod för skjut- och studs och bildmetod för reflektion, en dubbelräkningsmetod för refraktion. Övergångarna mellan olika skugggränser var kontinuerliga. Även om spridning undersöktes, så behövs mer arbete för att implementera spidning i koden