Comunicações sem fio auxiliadas por Superfícies Inteligentes Reconfiguráveis (RIS): Prototipagem, Formação de Feixes Adaptativa e Ensaios de Campo Internos/Externos

As perspectivas de usar uma Superfície Inteligente Reconfigurável (RIS) para auxiliar sistemas de comunicação sem fio têm recebido recentemente muita atenção da academia e da indústria. A maioria dos artigos realiza estudos teóricos baseados em modelos elementares, enquanto a prototipagem de comunicações sem fio auxiliadas por RIS e ensaios de campo do mundo real são escassos. Neste artigo, descrevemos um novo protótipo de RIS composto por 1100 elementos controláveis operando na faixa de 5,8 GHz. Propomos um algoritmo eficiente para configuração do RIS sem fio, aproveitando as propriedades geométricas da matriz e um link de feedback prático entre receptor e RIS. Em nosso teste interno, onde o transmissor e o receptor estão separados por uma parede de concreto de 30 cm de espessura, nosso protótipo de RIS fornece um ganho de potência de 26 dB em comparação com o caso de referência em que o RIS é substituído por uma chapa de cobre. Um ganho de potência de 27 dB foi observado na medição externa de curta distância. Também realizamos medições de longa distância e transmitimos com sucesso um fluxo de dados de 32 Mbps a uma distância de 500 m. Um vídeo em 1080p foi transmitido ao vivo e tocou suavemente somente quando o RIS foi utilizado. O consumo de energia do RIS é de cerca de 1 W. Nosso artigo é uma prova vívida de que o RIS é uma tecnologia muito promissora para as comunicações sem fio do futuro.