Differentiable Ray Tracing-Based Analysis of Transmitter Deployment Strategies in Site-Specific Scenarios

Year 2025, Volume: 8 Issue: 5, 7 - 8

Önem Yıldız

Abstract

Accurate modeling of wireless signal propagation in complex environments is essential for the efficient planning of next-generation communication networks. This study investigates the impact of transmitter placement and elevation on signal coverage and interference levels within a structured campus environment. Using Sionna ray tracing, a differentiable and GPU-accelerated ray tracing framework, realistic 3D models of the Aydin Adnan Menderes University main campus were constructed and simulated. Three transmitter deployment scenarios—distributed, centralized, and optimized—were evaluated in terms of path gain, Received Signal Strength (RSS), and Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio (SINR). The simulation results reveal how different spatial configurations influence signal propagation, coverage uniformity, and interference. The findings provide valuable insights into strategic transmitter placement for enhanced network performance in real-world deployments

Keywords

Ray tracing, Wireless propagation, Path gain, SINR, RSS, Sionna

Differentiable Ray Tracing-Based Analysis of Transmitter Deployment Strategies in Site-Specific Scenarios

Abstract

Karmaşık ortamlarda kablosuz sinyal yayılımının doğru modellenmesi, yeni nesil iletişim ağlarının verimli bir şekilde planlanması için gereklidir. Bu çalışma, yapılandırılmış bir kampüs ortamında verici yerleşimi ve yüksekliğinin sinyal kapsama alanı ve girişim seviyeleri üzerindeki etkisini araştırmaktadır. Farklılaştırılabilir ve GPU hızlandırmalı bir ışın izleme çerçevesi olan Sionna ışın izleme kullanılarak, Aydın Adnan Menderes Üniversitesi ana kampüsünün gerçekçi 3D modelleri oluşturulmuş ve simüle edilmiştir. Üç verici yerleşim senaryosu (dağıtık, merkezi ve optimize edilmiş) yol kazancı, alınan sinyal gücü (RSS) ve sinyalin gürültü ve girişime oranı (SINR) açısından değerlendirilmiştir. Simülasyon sonuçları, farklı uzamsal konfigürasyonların sinyal yayılımını, kapsama bütünlüğünü ve girişimi nasıl etkilediğini ortaya koymaktadır. Bulgular, gerçek dünya dağıtımlarında gelişmiş ağ performansı için stratejik verici yerleşimi konusunda değerli bilgiler sağlamaktadır.

Keywords

Işın izleme, Kablosuz yayılım, Yol kazancı, SINR, RSS, Sionna

References

• Anonymous. 2023. Mitsuba Blender Add-on. URL: https://github.com/mitsuba-renderer/mitsuba-blender (accessed date: February 4, 2025).
• Bastos S, Oliveira A, Suzuki, D, Gonçalves L, Sousa I, Klautau A. 2023. Generation of 5G/6G Wireless Channels Using Raymobtime with Sionna’s Ray-Tracing. XLI Simpósio Brasileiro de Telecomunicações e Processamento de Sinais.