Sistemas MIMO masivos y libres de celdas asistidos por RIS con envejecimiento del canal

Las tecnologías de múltiples entradas y múltiples salidas masivas y libres de celdas (MIMO) y de superficies inteligentes reconfigurables (RIS) son dos tecnologías disruptivas para habilitar la red de sexta generación. En este trabajo, investigamos el efecto del envejecimiento del canal en los sistemas MIMO masivos CF asistidos por RIS sobre canales espacialmente correlacionados. Consideramos un estimador de canal de error cuadrático medio mínimo que facilita la elaboración de expresiones de eficiencia espectral en forma cerrada. Para el enlace ascendente, comparamos el método de decodificación de desvanecimiento a gran escala con el método de decodificación centralizada. Para el enlace descendente, adoptamos la precodificación de máxima relación y proponemos un método práctico de control de potencia fraccional para mejorar el rendimiento. Basándonos en el marco analítico, desvelamos la interacción entre el envejecimiento del canal, la correlación espacial y los métodos de procesamiento de señales. Nuestros resultados demuestran que el sistema MIMO masivo CF asistido por RIS supera al sistema CF convencional tanto en escenarios estáticos como móviles. Además, cuando el enlace es débil, la introducción de RIS puede llevar a una mejora del rendimiento aún más sustancial. Asimismo, RIS puede implementarse para compensar la degradación del rendimiento del sistema causada por el envejecimiento del canal y potencialmente llevar a ahorros de energía, mientras se logra un rendimiento excelente. Curiosamente, debido al acoplamiento mutuo de los elementos RIS y las correlaciones de la antena del AP, RIS puede mitigar efectivamente los efectos negativos causados por la correlación espacial entre las antenas del AP. Además, proporcionamos una pauta práctica para diseñar la longitud del bloque de recursos, teniendo en cuenta los impactos causados por el envejecimiento del canal.