Los investigadores de la Universidad de Tohoku (Japón), la Universidad de Surrey (Reino Unido) y la Universidad de Nottingham (Reino Unido) han desarrollado un método para expresar analíticamente el rendimiento de los sistemas de comunicación inalámbrica cuando utilizan superficies inteligentes reconfigurables (RIS).
Los RIS son superficies delgadas que pueden redirigir la dirección de propagación de las ondas de radio. En lugar de rebotar aleatoriamente, las ondas de radio pueden dirigirse deliberadamente de una manera que mejore la confiabilidad, la fuerza y el alcance de una señal.
Dado que los RIS son esencialmente superficies reflectantes que se pueden colocar prácticamente en cualquier lugar, son una solución atractiva y menos costosa que instalar estaciones base completamente nuevas. Modelar con precisión la capacidad de los RIS es un paso inicial crucial antes de avanzar hacia una implementación a gran escala para mejorar las señales de ondas de radio (como el servicio de telefonía celular o wifi).
Generación del nuevo método
En base a esto, el equipo de investigación desarrolló un método para expresar analíticamente el redimiendo de los sistemas RIS. Para ello, se centró en el hecho de que el acoplamiento mutuo entre antenas transmisoras de forma arbitraria, antenas receptoras y RIS en un sistema de comunicación inalámbrica se podía expresar en forma de una matriz de impedancia utilizando el método de momentos.
En primer lugar, descompusieron la matriz de impedancia en matrices de bloques (correspondientes a la antena transmisora, la antena receptora y el RIS). A continuación, mediante la resolución secuencial de las ecuaciones matriciales correspondientes a esas matrices de bloques, derivaron analíticamente una expresión exacta para la capacidad del canal (uno de los indicadores de rendimiento de los sistemas de comunicación inalámbrica).
Con estas expresiones, se puede determinar fácilmente el rendimiento de los sistemas de comunicación inalámbrica en presencia de RIS. Este modelo puede servir como guía útil para determinar las mejores formas de posicionar los RIS de modo que se pueda recibir señales inalámbricas más potentes, sin importar dónde se esté.
Como resultado, varios factores predichos por el nuevo modelo coincidían casi perfectamente con los obtenidos mediante simulaciones numéricas convencionales. Según las expresiones derivadas, el efecto de RIS en la mejora del entorno de propagación de ondas de radio se puede evaluar sin recurrir a otras simulaciones intensas y costosas.