Superficies inteligentes reconfigurables (RIS)

RIS para redes 6G

Las superficies inteligentes reconfigurables (RIS)han tomado un interés tangible en los recientes años en el mundo académico, así como en la industria inalámbrica, debido a que ofrecen una amplia variedad de beneficios tanto en los modernos sistemas de comunicaciones inalámbricas de ondas milimétricascomo en los tradicionales por debajo de los 6 GHz. Las ventajas van desde mejoras significativas de la cobertura radioeléctricahasta el consumo reducido de energíapara el subsistema radioeléctrico. Las superficies inteligentes reconfigurables ofrecen una posible solución a los problemas de cobertura que constituyen un desafío por medio de patrones configurables de reflexión/refracción/difusiónen especial en el rango de ondas milimétricas. Las señales de radio que afectan, por ejemplo, las estaciones base, pueden admitirse en su trayecto a los dispositivos móvilesy viceversa. Además, pueden utilizarse para mejorar las características de propagación radioeléctrica multitrayecto, lo que a su vez mejora las aplicaciones de multiplexación por división espacial. Por lo tanto, favorecen el aumento del rendimiento de la red en general. Las superficies inteligentes reconfigurables pueden crear de manera intencional zonas radioeléctricas muertas, por ejemplo, para minimizar interferencias o evitar interceptaciones por parte de equipos de usuario sospechosos. Por lo tanto, se están analizando innumerables aplicaciones para el despliegue de superficies inteligentes reconfigurables en las redes radioeléctricas.

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

Superficies inteligentes y reconfigurables: campos de investigación

El interés y los esfuerzos de la tecnología de superficies inteligentes reconfigurablesson comprensibles. Rohde & Schwarzes parte de este futuro y es un socio activo, por ejemplo en el proyecto «Superficies inteligentes reconfigurables para redes móviles 6G» (6G-LICRIS). Apoya la investigación y estandarización de la tecnología 6G y colabora con universidades, institutos de investigación, así como con organismos de estandarizacióncon la finalidad de brindar los instrumentos de T&Mpara evaluar superficies reconfigurables para cualquier aplicación.

RIS para 6G: los desafíos de prueba y medición

Los metamaterialesque permitan manipular sus características de reflexión y refracción son clave para las superficies inteligentes reconfigurables. Para hacerlo más sencillo, proporciona una solución para la expectativa comúnmente válida de las reflexiones especulares, es decir, permiten ángulos arbitrarios de reflexión. Lo mismo se aplica a los ángulos de reflexión cuando se utilizan metamateriales transparentes. Además, también es posible dar forma a la señal reflejada (por ejemplo, en términos del ancho del haz), así como cambiar los planes de polarización. Por consiguiente, al evaluar la señal reflejada por diversos factores de calidad, las superficies inteligentes reconfigurables pueden probarse «over the air» (OTA). Esto incluye escaneos 3Dde la señal reflejada en un entorno anecoico, que suele utilizarse para mediciones de antena. También puede que sean interesantes las mediciones de rendimiento que evalúen la calidad de la señal reflejada (por ejemplo, magnitud del vector de error), así como la precisión de la directividad. Al implementar superficies inteligentes reconfigurablesen la red celular, su impacto en el entorno multitrayectoes de vital interés y puede evaluarse con métodos conocidos de medición de cobertura y sondeo de canales.

Superficies inteligentes reconfigurables: prueba y medición

Todas las mediciones que se requieren para evaluar tanto la calidad como el rendimiento de los módulos de superficies inteligentes reconfigurables son posible por medio de entornos conocidos de los sistemas de medición de antena actuales, así como con instrumentos de prueba y medición de RF estándar, que incluyen análisis de señales y redes. Se necesitan generadores de señales para iluminar las superficies reconfigurables inteligentes que van a probarse.

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Soluciones de prueba y medición para RIS para 6G

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Webinar: «RIS – shaping the radio channel for best connectivity»

En este webinar se explican las tecnología detrás de superficies inteligentes reconfigurables (RIS), se analiza los posibles casos de uso y aplicaciones, así como se examina lo que esta tecnología significa para las pruebas.

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

En este video se presenta el tema y los requisitos de prueba de las superficies inteligentes reconfigurables (RIS).

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Informe técnico: «Reconfigurable intelligent surfaces (RIS)»

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Preguntas frecuentes sobre superficies inteligentes reconfigurables (RIS)

¿Qué son las superficies inteligentes y reconfigurables (RIS)?

Las RIS son una tecnología novedosaque utiliza los nodos de red para utilizar superficies radioeléctricas inteligentescapaces de ajustar su respuesta para adaptarse a las condiciones del entorno por medio de señalizaciones de control. Es una superficie inteligente reconfigurablediseñada para tener propiedades que permitan el control dinámico de ondas electromagnéticasen su estructura planar. Una RIS generalmente consiste de un gran número de elementos pasivos de bajo costo (y, por consiguiente, de bajo consumo de energía), cada uno de los cuales refleja la señal incidente con un determinado desplazamiento de fase para lograr la formación del haz, así como para suprimir la interferencia en uno o más receptores designados. Los componentes de estas RIS se conocen como metamateriales. A diferencia de los materiales con propiedades basadas en sus constituyentes atómicos, estas son estructuras diseñadaspara interactuar con la radiación electromagnéticade la forma en que se desea y permitir propiedades especiales. Suelen constituir una matriz de estructuras más pequeña que la longitud de onda de interés.

¿Cómo funcionan las RIS?

Los metamateriales son la clave de cualquier RIS, ya que se componen de numerosos metamateriales pequeños capaces de alterar dinámicamente sus propiedades eléctricas o magnéticas. Mediante el control precisode estas propiedades, las RIS pueden manipular de manera selectiva la reflexión, la refracción, así como la difusiónde las ondas radioeléctricas. Al ajustar el desplazamiento de fase y la amplitud de las ondas reflejadas, las RIS pueden ajustar con exactitud la intensidad de la señal, la dirección, así como otros parámetros para facilitar una óptima comunicación inalámbrica. Las RIS esencialmente funcionan como un medio inteligente para dar forma y dirigir las ondas radioeléctricassegún requisitos específicos.

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