(a) Las unidades en RIS pasivo solo tienen modo de reflexión y no pueden amplificar la onda incidente. (b) El RIS híbrido de tipo selección tiene varios sensores activos. Se necesita un interruptor para seleccionar entre la cadena de RF y su sensor activo posiblemente conectado. (c) En el caso del RIS híbrido de formación de haces, la formación de haces analógica se realiza antes de combinar las señales recibidas por los sensores activos en las cadenas de RF. (d) Las unidades en RIS activo tienen modo de reflexión y capacidad de amplificación de señal. Arte por Yu Han. Fuente: Science China Press
La comunicación móvil construye un puente invisible entre dos usuarios en ubicaciones geográficamente distantes. Para satisfacer las crecientes demandas de comunicación de los usuarios, ampliar el puente es un enfoque directo y eficaz. Al aumentar el número de antenas en los lados del transmisor y del receptor, se pueden crear muchos canales espaciales paralelos, lo que lleva a una multiplicación del ancho del puente. Sin embargo, el aumento continuo en el número de antenas conduce inevitablemente a un fuerte aumento en los costos y el consumo de energía.
Para garantizar el uso eficiente de los recursos espaciales, 6G introduce superficies inteligentes reconfigurables (RIS) en los sistemas de comunicación móvil. RIS consiste en muchas unidades de sub-longitud de onda, formando un sistema a muy gran escala. Al ajustar la respuesta electromagnética de cada unidad, se puede lograr un control flexible de las ondas electromagnéticas incidentes. Esto, a su vez, hace posible ampliar el puente invisible de forma económica y energéticamente eficiente.
Cabe mencionar que el puente invisible en los sistemas de comunicación móvil, que es el canal inalámbrico, no es permanente, sino que cambia dinámicamente con el movimiento del dispositivo del usuario y el cambio del entorno que lo rodea. Para optimizar el esquema de transmisión, es necesario detectar proactivamente este puente invisible en tiempo real y diseñar esquemas de transmisión de datos que sean más apropiados para el puente, en función de la información precisa del estado del canal inalámbrico (CSI) que obtiene el sistema.
Inicialmente, los RIS utilizados en los sistemas de comunicaciones móviles solo tenían la capacidad de reflejar la señal y, por lo tanto, no podían recibir ni procesar señales. Esto presentó un gran desafío en la adquisición de CSI en el enlace emisor-RIS-receptor.
Para superar este obstáculo, los investigadores y expertos de la industria han explorado varios enfoques, como mejorar las configuraciones de RIS y optimizar los métodos de adquisición de CSI. Hasta la fecha, se ha acumulado una cantidad considerable de investigación sobre cómo adquirir CSI en sistemas de comunicaciones móviles compatibles con RIS.
En un nuevo artículo publicado en Revista Nacional de Cienciasun equipo de investigación dirigido por el profesor Shi Jin de la Universidad del Sureste y el profesor Michail Matthaiou de la Universidad Queen de Belfast presentó una descripción general de la adquisición de CSI en los sistemas de comunicación móvil compatibles con RIS.
El artículo analiza las diferentes categorías de RIS que se utilizan actualmente en los sistemas de comunicaciones móviles y analiza las ventajas y limitaciones de la adquisición de CSI para cada categoría. Además, clasifica CSI en tipos implícitos y explícitos, y proporciona un resumen completo y una comparación de los métodos de extracción de CSI para los dos tipos, teniendo en cuenta factores como las categorías RIS relevantes, los objetivos de estimación, los algoritmos de estimación y los gastos generales de capacitación.
El artículo también analiza los desafíos futuros para la adquisición de CSI en sistemas de comunicaciones móviles compatibles con RIS, dada la nueva arquitectura y aplicaciones en 6G.
Más información:
Yu Han et al., Adquisición de CSI en sistemas de comunicaciones móviles asistidos por RIS, Revista Nacional de Ciencias (2023). DOI: 10.1093/nsr/nwad127