レイトレーシング手法とシミュレーション

光線は、反射、回折、透過を通して、シーン内のジオメトリと相互作用する。受信機に到達する光線は、波が送信機から受信機まで移動する経路を表す。電場、受信電力、およびその他の電磁波量は、その受信点に到達するすべての伝播波からの寄与の重ね合わせによって計算することができます。

レイトレーシングには2つの方法があり、以下に説明する。

シューティング・アンド・バウンシング・レイ（SBR）：

このアプローチは、通常、一定の角度間隔であらゆる方向に光線を照射し、それらが相互作用し、さらに表面からの反射、透過、くさびからの回折などの経路に分かれるのを追う。

イメージ理論：

事前に定義された端点のペア（例えば、送信機と受信機）から、このアプローチは、光線追跡相互作用が発生する場所を決定するために画像の方法を使用して、ポイント間のすべてのパスを見つける。このアプローチは、計算の中で後続する各点のペアに対して繰り返されます。

SBRは、複雑なシーンを通る光線追跡経路を見つけるための比較的効率的なアプローチであるが、光線が伝播するにつれて連続的に広がり、より小さなオブジェクトとの相互作用を見逃す危険性があると同時に、経路長と位相の計算誤差が増大する。一方、イメージ理論は、より正確なアプローチですが、Tx点とRx点のペアごとに繰り返さなければならないため、多数のファセットと多数の送受信ペアを持つシーンでは、非常に計算量が多くなります。

これらの理由から、X3DレイトレーサーをベースとするWireless InSite®と WaveFarer®のRemcomの最先端のレイトレーシング・モデルは、2つの技術を組み合わせています。 SBRは、GPU加速レイトレーシングを使用して、相互作用の初期連鎖を見つけるために使用されます。その後、イメージ理論を使用して正確なパス補正（EPC）を実行し、各ポイントペア間の正確なパスを見つけます。その結果、到達時間、位相、偏光を正確に計算しながら、伝搬経路を効率的に求めることができる。これらの量の正確な推定は、MIMO解析、モビリティによるフェージング、ドップラーなど、現在注目されている多くの問題で、必須ではないにせよ、ますます重要になってきています。

光線の追跡方法と使用される伝搬経路は、受信アンテナにおける電磁界と電力を計算するために使用される物理技術に大きく依存する。大きく分けて、(1)幾何光学と一様回折理論、(2)物理光学に等価電流法またはエッジ効果を調整するための他の類似技術を加えたもの、の2つの技術がある。