КОМПЕНСАЦИЯ ВЛИЯНИЯ КАПЕЛЬ ДОЖДЯ НА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ БЕСПРОВОДНОЙ СИСТЕМЫ С РЕКОНФИГУРИРУЕМОЙ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Реконфигурируемая интеллектуальная поверхность (РИП) представляет собой одну из перспективных технологий для повышения пропускной способности и расширения покрытия существующих и будущих беспроводных сетей. Предполагается, что РИП будет активно применяться в сценариях вне помещений, где она будет подвержена влиянию погодных условий, таких как дождь. Дождь, в свою очередь, повлияет на амплитудно- и фазо-частотные характеристики элементарных ячеек (ЭЯ), из которых формируется РИП, что приводит к ухудшению производительности беспроводной системы с РИП в смысле отношения сигнал/шум (ОСШ) на приемнике. В статье исследуется влияние дождя различной интенсивности на ОСШ на приемнике беспроводной системы с РИП, работающей на частоте 4,8 ГГц. Кроме того, предлагается метод компенсации этого влияния с помощью утолщения диэлектрика и последующей корректировки размеров ЭЯ. Демонстрируется, что предлагаемый метод компенсации обеспечивает снижение потерь ОСШ на приемнике до 0,9 дБ в условиях дождя.

Об авторах

А. С Тярин

Институт проблем передачи информации им. А.А. Харкевича РАН; Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики"

Email: tyarin@wnlab.ru
Москва; Москва

С. С Тронин

Институт проблем передачи информации им. А.А. Харкевича РАН; Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Email: tronin@wnlab.ru
Москва; Москва

И. А Буртаков

Институт проблем передачи информации им. А.А. Харкевича РАН; Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Email: burtakov@wnlab.ru
Москва; Москва

А. А Куреев

Институт проблем передачи информации им. А.А. Харкевича РАН; Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Email: kureev@wnlab.ru
Москва; Москва

Е. М Хоров

Институт проблем передачи информации им. А.А. Харкевича РАН; Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики"

Email: khorov@wnlab.ru
Москва; Москва

Список литературы

  1. Zhang Z., Dai L. Reconfigurable Intelligent Surfaces for 6G: Nine Fundamental Issues and One Critical Problem // Tsinghua Sci. Technol. 2023. V. 28. № 5. P. 929–939. https://doi.org/10.26599/TST.2023.9010001
  2. Zhang Y.-P., Wang P., Goldsmith A. Rainfall Effect on the Performance of MillimeterWave MIMO Systems // IEEE Trans. Wirel. Commun. 2015. V. 14. № 9. P. 4857–4866. https://doi.org/10.1109/TWC.2015.2427282
  3. Christofilakis V., Tatsis G., Chronopoulos S.K., Sakkas A., Skrivanos A.G., Peppas K.P., Nistazakis H.E., Baldoumas G., Kostarakis P. Earth-to-Earth Microwave Rain Attenuation Measurements: A Survey on the Recent Literature // Symmetry. 2020. V. 12. № 9. P. 1440 (30 pp.). https://doi.org/10.3390/sym12091440
  4. Han C., Duan S. Impact of Atmospheric Parameters on the Propagated Signal Power of Millimeter-Wave Bands Based on Real Measurement Data // IEEE Access. 2019. V. 7. P. 113626–113641. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2933025
  5. Mancini A., Lebr´on R.M., Salazar J.L. The Impact of a Wet S-Band Radome on DualPolarized Phased-Array Radar System Performance // IEEE Trans. Antennas Propag. 2018. V. 67. № 1. P. 207–220. https://doi.org/10.1109/TAP.2018.2876733
  6. Liu Z., Guo Q., Li M., Xu C., Li Y. Anti-interfering Method for Environmental Foreign Bodies for the Microstrip Antenna Sensor // Measurement. 2022. V. 195. P. 111132. https: //doi.org/10.1016/j.measurement.2022.111132
  7. Tronin S.S., Tyarin A.S., Kureev A.A., Khorov E.M. Effect of Water Drops on the Characteristics of a Reconfigurable Intelligent Surface // J. Commun. Technol. Electron. 2024. V. 69. № 10–12. P. 394–401. https://doi.org/10.1134/S1064226925700044
  8. Burtakov I., Kureev A., Tyarin A., Khorov E. QRIS: A QuaDRiGa-Based Simulation Platform for Reconfigurable Intelligent Surfaces // IEEE Access. 2023. V. 11. P. 90670–90682. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2023.3306954
  9. Yang Z., Chen P., Guo Z., Ni D. Low-Cost Beamforming and DOA Estimation Based on One-Bit Reconfigurable Intelligent Surface // IEEE Signal Process. Lett. 2022. V. 29. P. 2397–2401. https://doi.org/10.1109/LSP.2022.3223282
  10. Cao X., Chen Q., Tanaka T., Kozai M., Minami H. A 1-bit Time-Modulated Reflectarray for Reconfigurable-Intelligent-Surface Applications // IEEE Trans. Antennas Propag. 2023. V. 71. № 3. P. 2396–2408. https://doi.org/10.1109/TAP.2022.3233659
  11. Shekhawat A.S., Kashyap B.G., Torres R.W.R., Shan F., Trichopoulos G.C. A MillimeterWave Single-Bit Reconfigurable Intelligent Surface with High-Resolution Beam-Steering and Suppressed Quantization Lobe // IEEE Open J. Antennas Propag. 2024. V. 6. № 1. P. 311–325. https://doi.org/10.1109/OJAP.2024.3506453
  12. Tyarin A.S., Kureev A.A., Khorov E.M. Fundamentals of Design and Operation of Reconfigurable Intelligent Surfaces // J. Commun. Technol. Electron. 2024. V. 69. № 1–3. P. 103–109. https://doi.org/10.1134/s1064226924700062
  13. Rajagopalan H., Rahmat-Samii Y. On the Reflection Characteristics of a Reflectarray Element with Low-Loss and High-Loss Substrates // IEEE Antennas Propag. Mag. 2010. V. 52. № 4. P. 73–89. https://doi.org/10.1109/MAP.2010.5638237
  14. Balanis C.A. Antenna Theory: Analysis and Design. Hoboken, NJ: Wiley, 2016.
  15. Xiao Q., Zhang Y.Z., Iqbal S., Wan X., Cui T.J. Beam Scanning at Ka-Band by Using Reflective Programmable Metasurface // Proc. 2019 Int. Symp. on Antennas and Propagation (ISAP 2019). Xi’an, China. Oct. 27–30, 2019. P. 1–3.
  16. Zhu Q., Wang C.-X., Hua B., Mao K., Jiang S., Yao M. 3GPP TR 38.901 Channel Model // Wiley 5G Ref: The Essential 5G Reference Online. Wiley Online Library, 2021. P. 1–35. http://doi.org/10.1002/9781119471509.w5gref048
  17. Crane R.K. Electromagnetic Wave Propagation through Rain. New York: Wiley, 1996.
  18. Poyda A., Burtakov I., Kureev A., Khorov E. Fast Wide Beam Adjustment of Reconfigurable Intelligent Surfaces in Practical Deployments // IEEE Access. 2024. V. 12. P. 174066–174077. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2024.3496570
  19. Arun V., Balakrishnan H. RFocus: Beamforming Using Thousands of Passive Antennas // Proc. 17th USENIX Symp. on Networked Systems Design and Implementation (NSDI’20). Santa Clara, CA, USA. Feb. 25–27, 2020. P. 1047–1061. Available at https://www.usenix.org/system/files/nsdi20-paper-arun.pdf
  20. Pekcan D.K., Liao H., Ayanoglu E. Received Power Maximization Using Nonuniform Discrete Phase Shifts for RISs with a Limited Phase Range // IEEE Open J. Commun. Soc. 2024. V. 5. P. 7447–7466. https://doi.org/10.1109/OJCOMS.2024.3501856

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025