Hiểu bề mặt thông minh có thể cấu hình lại

Các bề mặt thông minh được cấu trúc lại (RIS) được tạo ra bởi các siêu sao được cấu tạo bởi hàng trăm hay hàng ngàn các yếu tố không tốn kém, thụ động, có thể được lập trình để kiểm soát sự lan truyền của sóng điện từ. Mỗi phần tử thường là một cấu trúc sóng phụ có thể điều chỉnh giai đoạn, độ lớn, hay sự phân cực của một tín hiệu trong thời gian thực. Khi cấu trúc chung, RIS có thể phản ánh, phản ánh, phản ánh, phản ánh hay hấp thụ các tín hiệu không dây điện cao, chuyển đổi thành môi trường vật lý thông minh, điều khiển được. Khả năng này phản ánh từ những người có tính năng động hoặc không có khả năng tự động, hoặc không điều khiển.

Nguyên tắc cơ bản đằng sau RIS là định luật phản ánh chung chung cho phép bề mặt tạo chuyển đổi giai đoạn tùy ý. Điều này cho phép trình điều khiển tia, tập trung, và thậm chí chia các tín hiệu mà không cần thiết phải có tần số radio (RF) của hệ thống truyền tin, yếu tố pid không cần thiết thiết người khuếch đại hay người chuyển hóa tần số cực hiệu quả và giá rẻ. Để có thể lặn sâu hơn vào vật lý và thiết kế, xem lại toàn diện [FL: 0]E trên kiến trúc và ứng dụng [F: 1].

Công nghệ RIS thường được so sánh với hệ thống MIMO lớn, nhưng hai hệ thống này cơ bản khác nhau. hệ thống kết nối cực lớn của MIMMO sử dụng nhiều ăng ten hoạt động với dây chuyền riêng biệt để phục vụ nhiều người dùng cùng một lúc, trong khi RIS sử dụng các yếu tố thụ động phản ánh tín hiệu từ một trạm căn cứ, tăng cường môi trường truyền bá. sự cộng hưởng giữa hai công nghệ này là nơi có nhiều cơ hội tiềm năng nhất.

Sự hòa hợp giữa RIS và MIMO

MORMMMMMMMMMMMM (hệ thống nhập nhiều hệ thống) đã sử dụng nhiều ăng-ten tại cả hai bộ phát và nhận để khai thác sự đa dạng không gian và đa chiều. Khi kết hợp với RIS, hệ thống kết hợp sẽ đạt được một lớp điều khiển trên kênh không dây. Hình ảnh có thể được cho là một bộ phản xạ thông minh tạo ra các đường thẳng ảo xung quanh các chướng ngại vật, làm giàu các đường kính và tạo hình dạng ma trận đa dạng không gian để cải thiện lợi ích không gian.

Tăng chất lượng và bìa

Một trong những lợi ích tức thời nhất của việc triển khai RIS trong mạng lưới MIM là sự cải thiện đáng kể trong việc bảo vệ, đặc biệt trong môi trường khó khăn như văn phòng trong nhà, nhà máy, hay hẻm núi cao tầng. bằng cách đặt các tấm ván trên tường xây dựng, trần nhà, hoặc đồ nội thất đường phố, các nhà điều hành có thể chuyển hướng tín hiệu vào vùng tối. ví dụ, một người dùng đằng sau một rào chắn lớn vẫn có thể nhận được tín hiệu mạnh từ một trạm dừng phản xạ của RIS phản ánh sáng xung quanh chướng ngại vật. điều này làm giảm số khu vực chết và tăng kinh nghiệm người dùng đồng bộ qua tế tế tế tế bào.

Cách chuyển hiệu quả tại trạm cơ sở MIMM cộng với sự chuyển dạng thụ động tại RIS cho phép sự can thiệp vô tuyến vô tuyến chính xác để giảm hiệu ứng. [FLT: 0] Tìm kiếm trong Hệ thống liên lạc Thiên nhiên [FLT: 1) đã chứng minh rằng sự tối ưu hóa chung của giai đoạn MIMO trước khi dùng chức năng và RIS có thể tạo ra tỷ lệ tín hiệu để liên hệ với nhau (SINR) đạt được 10- 20- DB trong việc triển khai. Đây là một trò chơi thay đổi đối với các ứng dụng như tự động trong nhà máy và truyền tải trực tiếp cần thiết chức năng.

Sự hiệu quả của năng lượng và quang phổ được đẩy mạnh

Hệ thống MIMO có thể đạt hiệu suất quang phổ cao bằng cách sử dụng sự đa dạng không gian, nhưng những lợi ích thường bị hạn chế bởi cấp bậc của ma trận kênh. RIS có thể nhân tạo tăng cấp bậc của kênh hiệu quả bằng cách tạo thêm các đường dẫn truyền. Trong một môi trường phân tán phong phú, một RIS có thể tăng gấp đôi hoặc gấp ba độ tự do mà không cần thêm ăng-ten hoạt động ở hai đầu. Điều này trực tiếp dịch trực tiếp đến tỷ lệ dữ liệu cao hơn cho cùng một băng thông.

Hiệu suất năng lượng là một lợi thế quan trọng khác. Trong khi trạm cơ sở dữ liệu MIM tiêu thụ năng lượng quan trọng cho mỗi chuỗi RF, yếu tố RIS tiêu thụ các dòng điện nhỏ hơn theo quy định trong phạm vi vi vi vi nhỏ hơn. Bằng cách chuyển đổi gánh nặng của việc tăng cường tín hiệu từ trạm cơ sở sang bề mặt RIS thụ động, tiêu thụ toàn bộ hệ thống điện có thể giảm xuống 40% theo [FL: 0] nghiên cứu về sự phân tích vi mô [FLT] trên các yếu tố. Điều này đặc biệt quan trọng đối với 6G, mà phải hỗ trợ số lượng lớn thiết bị IT trong khi ngân sách eo hẹp.

Những thử thách kỹ thuật then chốt

Mặc dù tiềm năng to lớn, con đường tới RIS-MMO thực tiễn được đặt ra với những thách thức đáng kể. những thử thách này phải được giải quyết trước khi các nhà điều hành có thể đưa ra RIS ở quy mô.

Thiết kế phần cứng và chi phí

Các bảng điều khiển RIS với hàng triệu các yếu tố tự điều khiển là một nhiệm vụ không phải là chức năng điều chỉnh. Mỗi yếu tố đòi hỏi một cơ chế điều chỉnh theo tiêu chuẩn thư điện tử, mã diode, hoặc công tắc pIN, hoặc MEMS - và bộ điều khiển có thể cập nhật các giai đoạn trong một phần tử nhỏ. Chi phí mỗi yếu tố phải giảm đáng kể để tạo ra bề mặt lớn (v. g, 1m x 1m). Khả năng kinh tế có thể thực hiện gần đây trong các siêu hình in và COMS tương ứng với nhau, nhưng các thử thách lớn vẫn còn tồn tại. Hơn nữa, các yếu tố phải được tăng cường độ ẩm, độ ẩm và tăng độ phức tạp, và cơ thể hiện.

Ước tính kênh điều khiển và kênh thời gian thực

rào cản thuật toán lớn nhất là cần thiết thông tin trạng thái kênh chính xác (CSI) tại cả hai trạm cơ sở cơ sở của MIMO và RIS. Vì RIS không có khả năng cảm nhận hay xử lý hoạt động, trạm cơ sở phải ước lượng kênh bị xáo trộn (cơ sở RIS RIS RIS user) bằng các tín hiệu thí điểm. Vấn đề ước tính này phát triển theo số nguyên tố RIS. Phương pháp cổ điển như hình vuông ít nhất trở thành không thực tế cho bề mặt với hàng ngàn nguyên tố. Máy học, đặc biệt là mạng lưới thần kinh học trực tiếp học các giai đoạn cấu hình trực tiếp từ các thông tin thống kê, đang được phát triển như một giải pháp. Tuy nhiên, các mô hình lớn này có thể đòi hỏi dữ liệu và các thay đổi môi trường lớn, khi nào cần thay đổi.

Hợp nhất với cấu trúc bất tồn tại

Tổng đài không thể đủ khả năng để tách và thay thế các trạm cơ sở MIMO. Có nghĩa là RIS phải được thiết kế như một bổ sung thay thế, chứ không phải thay thế. Giao diện điều khiển giữa trạm cơ sở cơ sở và RIS cần được chuẩn hóa; hiện tại, không có giao thức thống nhất. Hơn nữa, việc phát triển RIS phải được tối ưu hóa theo hướng và vị trí không đúng có thể can thiệp thực sự tệ hơn. Các nhà điều hành mạng cần thiết công cụ lên kế kế hoạch có thể mô hình Hình ảnh động ở cấp độ, chuyển đổi vật liệu, chuyển đổi tài liệu, và các mẫu giao thông.

Hướng tương lai: RIS in 6G and side

Quá trình chuẩn hóa 6G, mong đợi sẽ chính thức khởi động vào khoảng 2025-26, đã xác định RIS là một ứng cử viên cho phép công nghệ. một số dự án nghiên cứu trên toàn thế giới đang khởi động các tấm thử nghiệm RIS-MO để xác định hiệu suất hiệu suất trong môi trường thực.

AI và máy học cách làm báp têm RIS

Trí thông minh nhân tạo sẽ đóng vai trò trung tâm trong việc tạo RIS thực tế. Các thuật toán học nâng cao có thể được sử dụng để phát hiện các cấu hình giai đoạn tối ưu mà không cần thiết cho việc chia sẻ kiến thức trong khi bảo tồn sự riêng tư. Hơn nữa, dự đoán kênh AI có thể dự đoán chuyển động và điều chỉnh kiểu kiểu kiểu HTML, giảm độ nhạy và tín hiệu trên đầu.

Mô hình ngôn ngữ lớn thậm chí đang được điều tra để tự động phát hiện vấn đề mạng. Ví dụ, một nhà điều hành có thể truy vấn một hệ thống: "Hãy làm báp têm một hệ thống RIS trong Building Wing C để đạt tối đa trong một hội nghị." AI sẽ tạo ra một chuỗi các cấu hình và xác nhận chúng thông qua mô phỏng trước khi triển khai.

Sự gia tăng và tiêu chuẩn hóa có thể đạt được

Để RIS trở thành phổ biến, ngành công nghiệp phải đồng ý về giao diện chung, giao thức điều khiển và các biện pháp bảo mật. Chương trình ETSI (DBĐTNNNNNNNNN Biểu hiện châu Âu) đã bắt đầu một nhóm phân loại kỹ thuật về RIS, và 3GPP là đánh giá các trường hợp sử dụng. Một phương pháp hứa hẹn là sử dụng " Môi trường radio thông minh" nơi các tấm hình RIS được triển khai tạm thời trên máy bay hoặc robot di động để cung cấp thông tin về các sự kiện hoặc phản ứng. Một số khác là sự kết hợp của RIS vào vật liệu xây dựng như kính hoặc giấy dán, làm cho bề mặt vô hình khi vẫn còn chức năng.

Chi phí cũng sẽ giảm từ sản xuất hàng loạt bằng cách sử dụng kỹ thuật in cuộn đến lăn, tương tự như cách mà tấm pin mặt trời được sản xuất. nếu giá mỗi yếu tố giảm dưới 0,01, sự tăng trưởng quy mô lớn trở nên khả thi về mặt kinh tế.

Kết luận

Chúng được tái cấu trúc và kiểm tra ngày hôm nay. khi kết hợp với sự giao tiếp của MIMO, RIS đưa ra một cách duy nhất linh hoạt và hiệu quả để định hình môi trường không dây. nó có thể mở rộng sự bao phủ, cải thiện năng lượng, và giảm thiểu tiêu thụ năng lượng mà không cần thiết một quá trình cơ sở hạ tầng đã có sẵn. thách thức của phần cứng, kiểm soát thời gian thực, và sự tích hợp là cách đáng kể nhưng có thể tiếp tục với sự hợp tác công nghiệp. Khi mạng 6G có hình dạng, cuối cùng sẽ trở thành một công cụ tiêu chuẩn trong kho không dây, giúp cung cấp tốc độ cao và tiện ích cho các ứng ứng dụng đáng tin cậy ngày mai, có thể sống và các ứng dụng từ các phòng thí nghiệm, nhưng có thể là một cuộc hành trình thông minh hơn, thông minh hơn.