数学模型表明 可以大规模部署特殊的反射器 以增强城市地区的通信网络

谢欢树
导读 数学模型表明,可以大规模部署特殊的反射器,以增强城市地区的通信网络。KAUST建模研究表明,位于建筑物顶部并广泛部署在整个城市的专用反

数学模型表明,可以大规模部署特殊的反射器,以增强城市地区的通信网络。

KAUST建模研究表明,位于建筑物顶部并广泛部署在整个城市的专用反射器可以显著提高网络覆盖。

下一代蜂窝网络(5G及更高)将为更广泛的农村地区提供通信覆盖,同时提高数据交换速率以满足快速增长的需求。特别是在城市地区,建筑物和其他结构性障碍会阻碍无线通信链路,从而减少移动设备的信号,减慢数据交换速度。

研究表明,可重构智能表面(RIS)作为一种消除拥塞造成的通信“盲点”的技术具有广阔的前景。RIS是一种特殊设计的表面,具有许多反射元件,可以修改和重定向传入信号,从而在整个通信网络中实现更好的控制和性能。RIS可以是不透明的,也可以是透明的,就能源效率和操纵信号的有效性而言,它们已经很完美了。RIS系统可以使用定位和光束跟踪技术来准确定位用户的位置并跟随他们的设备——即使他们正在高速驾驶汽车。

RIS部署前的市区通信场景,显示用户与基站之间没有视线。学分:KAUST穆斯塔法基什克和马哈卡迈勒

博士后穆斯塔法基什克(Mustafa Kishk)和他的顾问穆罕默德斯利姆阿劳伊尼(Mohamed-Slim Alouini)一起进行了研究。他解释说,“RIS系统及其反射信号的方式已在文献中得到深入研究,产生了各种有用的数学模型。”“我们在系统设置中使用了一个完美的RIS行为模型。然后,使用一种叫做随机几何的数学工具,我们创建了一个大规模系统,在建筑物表面随机分布RIS。然后,我们分析了不同情况下可能增加的覆盖范围。”

结果表明,RIS可以显著提高盲区覆盖率。在每平方公里300个障碍物的密度下,研究人员发现,每公里只有6个RIS可以显著提高覆盖范围。但是,如果拥挤密度增加到每公里700英里,系统在本质上将变得更加复杂,估计每公里需要490 RIS。

奇斯卡说,“有一个有趣的问题需要回答,那就是在任何一个区域是否存在一个最优的RIS数,然后它们就可以开始互相干扰了。”

“我们的模型可以用来预测任何给定的大型网络的性能,”Alouini补充说。“我们相信,它将为潜在的真实世界RIS应用提供准确而快速的评估。我们可以看到RIS可能在十年内部署在6G网络中。”

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