Αναδιαρθρώσιμες ευφυείς επιφάνειες για ασύρματες επικοινωνίες πέραν της 5ης γενιάς
Reconfigurable intelligent surfaces for wireless communications beyond the 5th generation
Διπλωματική εργασία
Συγγραφέας
Χατζηγεωργίου, Γεώργιος
Ημερομηνία
2023-07-14Επιβλέπων
Μυριδάκης, ΝικόλαοςΠερίληψη
The purpose of this paper is a lot of research using reconfigurable smart surfaces (RIS) in long-range wireless networks to develop smart wireless environments. In a RIS, surfaces can control the propagation of incident electromagnetic waves in a programmable smart wireless environment. In parallel, a way is provided to intentionally transform the implementation of a channel, changing it into a controllable set of devices that can be optimized to maximize the overall system performance. Therefore and based on scientific research the RIS is an artificial surface made of electromagnetic (EM) materials that are electronically controlled by implanted electronics. A new cost-effective solution that improves the energy efficiency and spectral efficiency of wireless communications is then presented. The organization of this document is as follows. Section 2 analyzes existing and recent communication technologies based on Intelligent Surfaces with recent state-of-the-art systems. Section 3 describes the working principle of RIS, the intelligent wireless link environment supported by RIS, its related limitations, and the comparison of RIS performance parameters. The principle and operation of metamaterials are discussed in Section 4. Performance comparison of liquid crystal-based RIS implementation active/phase shifts and new RIS active signal models are discussed in Section 5.RIS-based FPGA and its embedded architectures are discussed in Section 6. Section 7 presents the applications and future research directions. At the end of this paper, its completion is presented and ends in Section 8.
Περίληψη
Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η πολλή έρευνα με τη χρήση επαναδιαμορφώσιμων έξυπνων επιφανειών (RIS) σε ασύρματα δίκτυα μεγάλης εμβέλειας για την ανάπτυξη έξυπνων ασύρματων περιβαλλόντων. Σε ένα RIS, οι επιφάνειες μπορούν να ελέγχουν τη διάδοση των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων προσπίπτουσας σε ένα προγραμματιζόμενο έξυπνο ασύρματο περιβάλλον.Παράλληλα παρέχεται ένας τρόπος να μετατρέψουμε σκόπιμα την υλοποίηση ενός καναλιού, αλλάζοντας το σε ένα ελεγχόμενο σύνολο συσκευών που μπορούν να βελτιστοποιηθούν για να μεγιστοποιήσουν τη συνολική απόδοση του συστήματος. Συνεπώς και με βάση επιστημονικές έρευνες το RIS είναι είναι μια τεχνητή επιφάνεια κατασκευασμένη από ηλεκτρομαγνητικά (EM) υλικά που ελέγχονται ηλεκτρονικά από εμφυτευμένα ηλεκτρονικά. Στην συνέχεια αποδίδεται μια νέα οικονομικά αποδοτική λύση που βελτιώνει την ενεργειακή απόδοση και τη φασματική απόδοση των ασύρματων επικοινωνιών.Η οργάνωση αυτού του εγγράφου παρουσιάζεται ως εξής. Στην ενότητα 2 αναλύονται οι υπάρχουσες και οι πρόσφατες τεχνολογίες επικοινωνίας που βασίζονται σε Ευφυείς επιφάνειες με πρόσφατα συστήματα τελευταίας τεχνολογίας. Η ενότητα 3 περιγράφει την αρχή λειτουργίας του RIS, το περιβάλλον έξυπνου ασύρματου συνδέσμου υποβοηθούμενο από RIS, τους σχετικούς περιορισμούς του και τη σύγκριση παραμέτρων απόδοσης RIS. Η αρχή και η λειτουργία των μεταϋλικών συζητούνται στην Ενότητα 4. Σύγκριση απόδοσης ενεργών/μετατοπίσεων φάσης υλοποίησης RIS που βασίζεται σε υγρούς κρυστάλλους και νέων μοντέλων ενεργού σήματος RIS συζητούνται στην Ενότητα 5. Με βάση το FPGA με τη βοήθεια RIS και οι ενσωματωμένες αρχιτεκτονικές του συζητούνται στην Ενότητα 6. Η Ενότητα 7 παρουσιάζει τις εφαρμογές και τις μελλοντικές κατευθύνσεις της έρευνας. Στο τέλος αυτής της εργασίας, παρουσιάζεται η ολοκλήρωση της και τελειώνει στην Ενότητα 8.