Superfícies inteligentes reconfiguráveis (RIS)

Superfícies inteligentes reconfiguráveis para redes 6G

As superfícies inteligentes reconfiguráveisganharam um interesse notável nos últimos anos no meio acadêmico e na indústria de redes sem fio, pois oferecem uma grande variedade de benefícios tanto para as ondas milimétricasquanto para os sistemas tradicionais de comunicação sem fio com frequências menores que 6 GHz. Os benefícios variam de significativas melhorias na cobertura de rádioa redução do consumo de energiapara os subsistemas de rádio. As superfícies inteligentes reconfiguráveis oferecem uma possível solução para os desafiadores problemas de cobertura por meio de padrões configuráveis de reflexão, refração e dispersãona faixa das ondas milimétricas, especificamente. Dessa forma, sinais de rádiointerferentes, por exemplo, de estações rádio-base, podem ser auxiliados em seu caminho para dispositivos móveise vice-versa. Além disso, eles podem ser usados para aprimorar a características de propagação de rádio por múltiplos caminhosque, por sua vez, levam a melhores condições para aplicações de multiplexação espacial. Consequentemente, eles ajudam no aumento da taxa de transferência geral da rede. Superfícies inteligentes reconfiguráveis também pode criar intencionalmente « zonas mortas » de rádiopara, por exemplo, minimizar a interferência ou prevenir a interceptação por equipamentos de usuários suspeitos. Portanto, inúmeras aplicações são discutidas para a implantação dessas superfícies em redes de rádio.

When RIS is deployed in the cellular network, its impact on the multipath environment is of vital interest.

Superfícies inteligentes reconfiguráveis: áreas de pesquisa

O interesse e os esforços no campo da tecnologia das superfícies inteligentes reconfiguráveissão compreensíveis – A Rohde & Schwarzfaz parte desse futuro e é uma parceira ativa, por exemplo, no projeto de Superfícies Inteligentes Reconfiguráveis de Cristal Líquido (6G-LICRIS). Ela apoia na pesquisa e padronização do 6G e colabora com universidades, institutos de pesquisa e órgãos de padronizaçãocom o objetivo de fornecer os métodos de teste e mediçãopara avaliar superfícies reconfiguráveis para qualquer aplicação.

Superfícies inteligentes reconfiguráveis para o 6G: os desafios de testes

Os metamateriaisque permitem a manipulação das suas características de reflexão e refração eletromagnéticas são a chave para essas superfícies. Simplificando, eles oferecem uma solução para a expectativa comumente válida de reflexões especulares, ou seja, eles permitem qualquer ângulo de reflexão. O mesmo se aplica aos ângulos de refração ao usar metamateriais transparentes. Além disso, a modelagem do sinal refletido (em termos de largura do feixe, por exemplo) também é possível, assim como a alteração dos planos de polarização. Consequentemente, as superfícies inteligentes reconfiguráveis podem passar por testes over-the-air, avaliando o sinal refletido para várias figuras de mérito. Isso inclui varreduras 3Ddo sinal refletido em um ambiente anecoico, geralmente usado para medições de antenas. As medições de desempenho que avaliam a qualidade do sinal refletido (por exemplo, a magnitude do vetor de erro) e a precisão da diretividade também podem ser relevantes. Quando as superfícies inteligentes reconfiguráveissão implantadas na rede celular, seu impacto no ambiente multipathé de interesse vital e pode ser avaliado usando métodos conhecidos de medição de cobertura e sondagem de canal.

Superfícies inteligentes reconfiguráveis: testes e medições

Todas as medições requeridas para avaliar a qualidade e o desempenho dos módulos dessas superfícies são possíveis usando ambientes anecoicos conhecidos dos atuais sistemas de medição de antenas, bem como instrumentos de teste de radiofrequência padrão, incluindo análise de rede e de sinal. São necessários geradores de sinais para iluminar a superfície inteligente reconfigurável que está sendo testada.

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Soluções de teste das superfícies inteligentes reconfiguráveis para o 6G

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Vídeo: « 6G Reconfigurable Intelligent Surfaces (RIS) »

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Publicação técnica: « Reconfigurable intelligent surfaces (RIS) »

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Perguntas frequentes sobre superfícies inteligentes reconfiguráveis

O que são as superfícies inteligentes reconfiguráveis (RIS)?

A RIS é uma nova tecnologiaque usa os nós de rede para utilizar superfícies de rádio inteligentescapazes de ajustar a resposta para corresponder às condições do ambiente de propagação por meio da sinalização de controle. É uma superfície inteligente reconfiguráveldesenvolvida para ter propriedades que permitam o controle dinâmico de ondas eletromagnéticasem sua estrutura plana. No geral, essa superfície consiste em um grande número de elementos passivos de baixo custo (e, portanto, de baixo consumo energia), cada um dos quais reflete o sinal incidente com uma determinada mudança de fase para alcançar, de forma colaborativa, o beamforminge eliminar a interferência em um ou mais receptores designados. Os elementos construtivos dessa superfície inteligente reconfigurável são conhecidos como metamateriais. Diferentemente dos materiais com propriedades baseadas em seus constituintes atômicos, essas são estruturas construídas por engenheirose desenvolvidas para interagir com a radiação eletromagnéticada forma planejada e proporcionar propriedades especiais. Geralmente, elas são compostas por um conjunto de estruturas menores que o comprimento de onda em questão.

Como uma superfície inteligente reconfigurável funciona?

Os metamateriais são essenciais para qualquer superfície desse tipo, elas são compostas de vários pequenos metamateriais capazes de alterar dinamicamente suas propriedades elétricas ou magnéticas. Por meio de um controle precisodessas propriedades, essa superfície inteligente pode seletivamente manipular a reflexão, refraçãoe a dispersãodas ondas de rádio. Ao ajustar a mudança de fase e a amplitude das ondas refletidas, a superfície inteligente reconfigurável pode fazer um pequeno ajuste da intensidade do sinal, da direção e de outros parâmetros para facilitar uma comunicação sem fio ideal. Essa superfície funciona essencialmente como um meio inteligente de modelagem e direcionamento de ondas de rádiode acordo com requisitos específicos.

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