Εκτίμηση καναλικών συνθηκών υπό την παρουσία αναδιαρθρώσιμων ευφυών επιφανειών σε ασύρματες επικοινωνίες πέραν της 5ης γενιάς

Παππάς, Αχιλλέας

Estimation of channel conditions in the presence of reconfigurable intelligent surfaces in wireless communications beyond the 5th generation

Διπλωματική εργασία

Author

Παππάς, Αχιλλέας

Date

2023-10-03

Advisor

Μυριδάκης, Νικόλαος

Διπλωματική Εργασία (1.981Mb)

Keywords

RIS ; Channel Estimation ; Reconfigurable Intelligent Surfaces ; Channel State Information

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία αναλύει και ερευνά το σημαντικό πεδίο της καναλικής εκτίμησης σε συστήματα με Αναδιαρθρώσιμες Ευφυείς Επιφάνειες. Η καναλική εκτίμηση σε συστήματα με Αναδιαρθρώσιμες Ευφυείς Επιφάνειες αναδεικνύεται ως ουσιώδης παράγοντας για την εξέλιξη των ασύρματων επικοινωνιών. Αυτή η εκτίμηση επιτρέπει την αποτελεσματικότερη χρήση των RIS, βελτιώνοντας την ποιότητα των επικοινωνιών, αυξάνοντας την ενεργειακή αποδοτικότητα, και διαμορφώνοντας νέες εφαρμογές. Επιπλέον, συμβάλλει στην ενίσχυση της ασφάλειας των επικοινωνιών και προάγει την έρευνα και την ανάπτυξη σε αυτόν τον τομέα, ενισχύοντας την εξέλιξη της τεχνολογίας και τη δημιουργία νέων επικοινωνιακών δυνατοτήτων. Με αυτόν τον τρόπο, η καναλική εκτίμηση στα RIS διαδραματίζει ένα κρίσιμο ρόλο στην προώθηση της ασύρματης τεχνολογίας προς ακόμα πιο αποδοτικές, αξιόπιστες και ευέλικτες επικοινωνίες. Στο Κεφάλαιο 1, εξετάζετε η εξέλιξη των ασύρματων επικοινωνιών, παρέχοντας επίσης ενδιαφέροντα στοιχεία για την αρχή των τηλεπικοινωνιών και τη δομή των δικτύων. Εξετάζετε επίσης τη σημασία της εκτίμησης καναλικών συνθηκών στις ασύρματες μεταδόσεις. Στο Κεφάλαιο 2, αναλύετε η λειτουργία των RIS, εξετάζοντας τα βασικά στάδια λειτουργίας, τα πλεονεκτήματά τους σε σύγκριση με τα συμβατικά συστήματα και η κατασκευαστική δομή των RIS. Το Κεφάλαιο 3 επικεντρώνεται στην εκτίμηση καναλικών συνθηκών σε συστήματα με RIS. Περιγράφονται τα κύρια προβλήματα που αντιμετωπίζονται, τις μεθόδους εκτίμησης καναλιού και τους. Στο Κεφάλαιο 4, αναλύεται ο κώδικας, σενάρια και σχήματα, παρέχοντας περισσότερες τεχνικές λεπτομέρειες για την εφαρμογή των RIS σε διάφορες περιπτώσεις. Στο Κεφάλαιο 5, συμπεραίνονται τα αποτελέσματα της εργασίας και προβάλλονται πιθανές κατευθύνσεις για το μέλλον στον τομέα των RIS.

Abstract

The current diplomatic thesis analyzes and investigates the significant field of channel estimation in systems with Reconfigurable Intelligent Surfaces (RIS). Channel estimation in systems with Reconfigurable Intelligent Surfaces is highlighted as an essential factor for the evolution of wireless communications. This estimation enables more efficient use of RIS, improving communication quality, increasing energy efficiency, and shaping new applications. Furthermore, it contributes to enhancing communication security and promotes research and development in this area, strengthening technological advancements and creating new communication possibilities. In this way, channel estimation in RIS plays a critical role in advancing wireless technology towards even more efficient, reliable, and flexible communications. In Chapter 1, the evolution of wireless communications is examined, also providing interesting insights into the principles of telecommunications and network structures. The importance of channel estimation in wireless transmissions is also discussed. In Chapter 2, the operation of RIS is analyzed, covering the basic stages of operation, their advantages compared to conventional systems, and the structural design of RIS. Chapter 3 focuses on channel estimation in systems with RIS. It describes the main challenges faced, channel estimation methods, and more. In Chapter 4, the code, scenarios, and schemes are analyzed, providing more technical details on the implementation of RIS in various cases. Chapter 5 concludes the results of the work and presents possible directions for the future in the field of RIS.