Análisis de rendimiento de un sistema MIMO masivo de onda milimétrica asistido por superficies inteligentes reconfigurables bajo canales 5G de 3GPP
Autores: Gudla, Vishnu Vardhan; Kumaravelu, Vinoth Babu; Imoize, Agbotiname Lucky; Castillo Soria, Francisco R.; Sujatha, Anjana Babu; John Kennedy, Helen Sheeba; Jadhav, Hindavi Kishor; Murugadass, Arthi; Sur, Samarendra Nath
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Análisis de rendimiento de un sistema MIMO masivo de onda milimétrica asistido por superficies inteligentes reconfigurables bajo canales 5G de 3GPP
Categoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión de la tecnología y la inovación
Palabras clave
Superficies inteligentes reconfigurables
Múltiples entradas y múltiples salidas masivas
Eficiencia espectral
Eficiencia energética
Onda milimétrica
Simulaciones de Monte Carlo
Licencia
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Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Las superficies inteligentes reconfigurables (RIS) y la entrada y salida múltiple masiva (M-MIMO) son las dos principales tecnologías habilitadoras para las redes de próxima generación, capaces de proporcionar eficiencia espectral (SE), eficiencia energética (EE), ganancia de arreglo, multiplexión espacial y fiabilidad. Este trabajo presenta un sistema M-MIMO de ondas milimétricas (mmWave) asistido por RIS para aprovechar las ventajas de los sistemas RIS y M-MIMO mmWave que se requieren para los sistemas más allá de la quinta generación (B5G). El rendimiento del sistema propuesto se evalúa bajo los modelos de canal 3GPP TR 38.901 V16.1.0 5G. Específicamente, consideramos entornos de canal de oficina interior (InH)-interior y microceldas urbanas (UMi)-cañón urbano para frecuencias mmWave de 28 GHz y 73 GHz. Utilizando el simulador de canal SimRIS, se generaron las matrices de canal para el número requerido de realizaciones. Se ejecutaron simulaciones de Monte Carlo de manera extensa para evaluar la tasa de error de bits promedio (ABER) y el rendimiento de la tasa de suma del sistema propuesto, y se observó que aumentar el número de antenas de transmisión de 4 a 64 resultó en una mejora de rendimiento de 10 dB tanto para los entornos de canal InH-oficina interior como UMi-caño urbano. La mejora en el número de elementos RIS de 64 a 1024 resultó en una ganancia de rendimiento de 7 dB. También se observó que el rendimiento de ABER a 28 GHz fue mejor en comparación con 73 GHz en al menos 5 dB para los canales considerados. También se evaluó el impacto de la RIS de resolución finita en los modelos de canal 5G considerados. El rendimiento de ABER se degradó para RIS de resolución finita de 2 bits en comparación con RIS de resolución infinita ideal en 6 dB.
Descripción
Las superficies inteligentes reconfigurables (RIS) y la entrada y salida múltiple masiva (M-MIMO) son las dos principales tecnologías habilitadoras para las redes de próxima generación, capaces de proporcionar eficiencia espectral (SE), eficiencia energética (EE), ganancia de arreglo, multiplexión espacial y fiabilidad. Este trabajo presenta un sistema M-MIMO de ondas milimétricas (mmWave) asistido por RIS para aprovechar las ventajas de los sistemas RIS y M-MIMO mmWave que se requieren para los sistemas más allá de la quinta generación (B5G). El rendimiento del sistema propuesto se evalúa bajo los modelos de canal 3GPP TR 38.901 V16.1.0 5G. Específicamente, consideramos entornos de canal de oficina interior (InH)-interior y microceldas urbanas (UMi)-cañón urbano para frecuencias mmWave de 28 GHz y 73 GHz. Utilizando el simulador de canal SimRIS, se generaron las matrices de canal para el número requerido de realizaciones. Se ejecutaron simulaciones de Monte Carlo de manera extensa para evaluar la tasa de error de bits promedio (ABER) y el rendimiento de la tasa de suma del sistema propuesto, y se observó que aumentar el número de antenas de transmisión de 4 a 64 resultó en una mejora de rendimiento de 10 dB tanto para los entornos de canal InH-oficina interior como UMi-caño urbano. La mejora en el número de elementos RIS de 64 a 1024 resultó en una ganancia de rendimiento de 7 dB. También se observó que el rendimiento de ABER a 28 GHz fue mejor en comparación con 73 GHz en al menos 5 dB para los canales considerados. También se evaluó el impacto de la RIS de resolución finita en los modelos de canal 5G considerados. El rendimiento de ABER se degradó para RIS de resolución finita de 2 bits en comparación con RIS de resolución infinita ideal en 6 dB.