SBR 기반 경로손실 계산의 Matlab 구현 및 검증 = Matlab Implementation and Validation of SBR-Based Path Loss Computation

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 원뿔형 ray tube를 도입한 SBR(Shooting and Bouncing Rays) 해석을 도시형 3D 메시 장면에 적용하고, 상용 MATLAB Toolbox와의 대조를 통해 정확성을 검증하였다. 먼저, 정이십면체 분할로 균일한 방향 집합을 구성한 뒤, 인접 구면 삼각형의 중점을 포괄하도록 ray tube의 범위를 엄밀히 정의하였다. 이후, Moller-Trumbore 알고리듬을 기반으로 한 반사 추적에 더해, AABB(Axis-Aligned Bounding Box) 기반 BVH(Bounding Volume Hierarchy)를 적용하여 탐색을 효율화하였으며, 수신 전기장은 경로가 도달하는 시점마다 수신 편파 기준으로 정렬·투영한 뒤 복소 벡터 합성을 수행하는 방식으로 합산되었다. 이러한 구성을 통하여 경로 탐색의 안정성과 전기장 합성의 일관성이 동시에 확보하도록 하였으며, 복잡한 도시 환경에서의 경로손실 해석의 일련의 과정은 직접 작성한 코드를 통하여 시뮬레이션되었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This paper introduces the application of Shooting and Bouncing Rays (SBR) analysis utilizing conical ray tubes to three-dimensional urban mesh scenes, and rigorously validates its accuracy through comparison with a commercial MATLAB Toolbox. Uniform direction sets are generated via icosahedral subdivision, followed by strict definition of ray tube coverage to include the midpoints of adjacent spherical triangles. Reflection tracing is implemented based on the Moller-Trumbore algorithm, with computational efficiency enhanced by an Axis-Aligned Bounding Box(AABB)-based Bounding Volume Hierarchy (BVH). The received electric field is aligned and projected according to the receive polarization for each intercepting path, and cumulative propagation effects are obtained via complex vector synthesis. This framework simultaneously ensures stable path exploration and consistent electric field synthesis, with all procedures in the urban pathloss analysis executed using custom-developed simulation code.