Superfici intelligenti riconfigurabili (RIS)

White paper: Scoprite i fondamenti delle superfici intelligenti riconfigurabili (RIS) con questo white paper.

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RIS per le reti 6G

Le superfici intelligenti riconfigurabili (RIS) stanno riscuotendo negli ultimi anni notevole interesse nel mondo accademico e nell'industria wireless, in quanto offrono tutta una serie di vantaggi, sia per i moderni sistemi di comunicazione wireless a onde millimetriche, sia per i tradizionali sistemi di comunicazione wireless a frequenze inferiori a 6 GHz. I vantaggi vanno dai significativi miglioramenti della copertura radio alla riduzione del consumo energetico del sottosistema radio. Le superfici RIS offrono una potenziale soluzione ai problemi di copertura grazie a modelli di riflessione/rifrazione/diffusione configurabili, in particolare, nella gamma delle onde millimetriche. I segnali radio irradiati, ad esempio dalle stazioni base, possono così essere deviati nel loro percorso verso i dispositivi mobili e viceversa. Inoltre, possono essere utilizzati per migliorare le caratteristiche di propagazione radio multicammino, che a loro volta portano a condizioni migliori per le applicazioni di multiplazione spaziale. Di conseguenza, supportano l'aumento del throughput complessivo della rete. Le RIS possono anche creare intenzionalmente zone radio morte, ad esempio per ridurre al minimo le interferenze o impedire le intercettazioni da parte di apparecchiature utente sospette. Si parla, quindi, di innumerevoli applicazioni per l'impiego delle RIS nelle reti radio.

Quando le RIS vengono introdotte nella rete cellulare, il loro impatto sull'ambiente di propagazione multicammino è di vitale interesse.

Superfici intelligenti riconfigurabili: campi di ricerca

L'interesse e gli sforzi nel campo della tecnologia RIS sono comprensibili: Rohde & Schwarz fa parte di questo futuro ed è un partner attivo, ad esempio nel progetto Liquid Crystal Reconfigurable Intelligent Surfaces (6G-LICRIS). Sostiene la ricerca e la standardizzazione sul 6G e collabora con università, istituti di ricerca ed enti di standardizzazione con l'obiettivo di fornire gli strumenti di misura e collaudo per valutare le superfici riconfigurabili per qualsiasi applicazione.

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Per saperne di più su:

  • Nozioni di base sulla tecnologia RIS
  • Casi d'uso, applicazioni e implementazioni delle RIS
  • Esigenze di misura RIS

RIS nel 6G: le sfide di test

I metamateriali, che permettono di manipolare le loro caratteristiche di riflessione e rifrazione elettromagnetica, sono fondamentali per le RIS. In parole povere, forniscono una soluzione all'aspettativa comunemente valida di riflessioni speculari, consentono cioè angoli di riflessione arbitrari. Lo stesso vale per gli angoli di rifrazione quando si utilizzano metamateriali trasparenti. Inoltre, è possibile modellare il segnale riflesso (ad esempio in termini di ampiezza del fascio) e modificare i piani di polarizzazione. Di conseguenza, le RIS possono essere verificate via radio (OTA), valutando il segnale riflesso per varie figure di merito. Questo include scansioni in 3D del segnale riflesso in un ambiente anecoico, comunemente utilizzato per misure d'antenna. Potrebbero essere interessanti anche le misure di prestazione che valutano la qualità del segnale riflesso (ad es. EVM) e l'accuratezza della direttività. Quando le RIS vengono impiegate nella rete cellulare, il loro impatto sull'ambiente di propagazione multicammino è di vitale interesse e può essere valutato utilizzando metodi noti di misura della copertura e di channel sounding.

Superfici intelligenti riconfigurabili: misura e collaudo

Tutte le misure necessarie per valutare la qualità e le prestazioni dei moduli RIS sono possibili utilizzando gli ambienti anecoici già utilizzati negli attuali sistemi di misura delle antenne e con gli strumenti di test RF standard, compresa l'analisi delle reti e dei segnali. I generatori di segnale sono necessari per illuminare il modulo RIS da verificare.

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Soluzioni di test per i 6G RIS

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Video: Superfici intelligenti riconfigurabili (RIS) 6G

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White paper: Superfici intelligenti riconfigurabili (RIS)

Leggete subito questo white paper per avere informazioni approfondite sui principi dei metamateriali, sui diversi tipi di RIS e sui requisiti di misura e collaudo.

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Domande frequenti sulle superfici intelligenti riconfigurabili

Cosa sono le superfici intelligenti riconfigurabili (RIS)?

Con il termine RIS si identifica una tecnologia innovativa che utilizza i nodi di rete per sfruttare superfici radio intelligenti in grado di adattare la loro risposta alle condizioni dell'ambiente di propagazione attraverso segnalazioni di controllo. Si tratta di una superficie intelligente riconfigurabile progettata per offrire proprietà che consentono il controllo dinamico delle onde elettromagnetiche sulla sua struttura planare. Una struttura RIS è generalmente costituita da un gran numero di elementi passivi a basso costo (e quindi a bassa energia), ognuno dei quali riflette il segnale incidente con un certo sfasamento per ottenere in modo collaborativo il beamforming e sopprimere le interferenze su uno o più ricevitori designati. Gli elementi costitutivi di tale RIS sono noti come metamateriali. A differenza dei materiali con proprietà basate sui loro costituenti atomici, questi sono strutture ingegnerizzate progettate per interagire con le radiazioni elettromagnetiche in modo desiderato e offrire proprietà speciali. Di solito comprendono una serie di strutture più piccole della lunghezza d'onda di interesse.

Come funzionano i RIS?

I metamateriali sono fondamentali per qualsiasi RIS, poiché le RIS sono composte da numerosi piccoli metamateriali in grado di alterare dinamicamente le loro proprietà elettriche o magnetiche. Attraverso il controllo preciso di queste proprietà, le RIS possono selettivamente manipolare la riflessione, la rifrazione e la diffusione delle onde radio. Regolando lo sfasamento di fase e l'ampiezza delle onde riflesse, le RIS possono regolare con precisione l'intensità del segnale, la direzione e altri parametri per facilitare la comunicazione wireless ottimale. Le RIS funzionano sostanzialmente come strumenti intelligenti per modellare e dirigere le onde radio in base a requisiti specifici.

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