Reconfigurable intelligent surface-assisted wireless networks and channel modeling

Yeniden yapılandırılabilir akıllı yüzey (RIS) destekli iletişim, yayılma ortamını dinamik olarak kontrol edebilen ve gelecek nesil kablosuz ağlar için umut verici adaylardan biridir. Bu tezde, iletimde hem uzak alan hem de yakın alan davranışları dikkate alınarak 6 GHz altı bantlarda RIS destekli kablosuz ağlar için bir kanal modelleme stratejisi tanıtılmaktadır. Ayrıca, çalışma frekansının, yayılma ortamının, terminal konumlarının, RIS konumunun ve boyutunun ayarlanabildiği 6 GHz altı bantlar için açık kaynaklı bir fiziksel kanal simülatörü önerdik. Kapsamlı bilgisayar simülasyonları ile, hem yakın alan hem de uzak alan koşulları için RIS'lerin varlığında iyileştirilmiş bir ulaşılabilir hız performansının elde edildiği gösterilmiştir. Ayrıca, bir milimetre dalga iletim senaryosunda RIS elemanları arasındaki uzamsal korelasyon araştırılmıştır. Geleneksel PD-NOMA ¸semaları, NOMA uygulamasını engelleyen hesaplama karmaşıklığı ve sinyal yükü yaratan kullanıcı ekipmanı (UE) tarafında iletim gücü tahsisi gerektirir. Bu tez ayrıca, yeniden yapılandırılabilir bir akıllı yüzey (RIS) destekli hibesiz ortogonal olmayan çoklu erişim (GF-NOMA) şemasını tanıtmaktadır. Güç alanı NOMA'nın (PD-NOMA) gerektirdiği güç alımı eşitsizliğini sağlayan bir ortak UE kümelemesi ve RIS ataması ve faz ayarlama yaklaşımı öneriyoruz. Önerilen yaklaşım, UE'yi farklı kanal kazançlarıyla akıllıca eşleştirerek ve RIS'leri uygun kümelere atayarak toplam ağ oranını maksimuma çıkarır. Ortak yaklaşımın hesaplama karmaşıklığını hafifletmek için, hemen hemen aynı performansı elde ederken çalışma sürelerini 80 kat azaltan UE kümeleme ve RIS atama/ayarlama alt problemlerini ayırıyoruz. Önerilen yaklaşımlar küme indeksi ile UE'leri onayladıktan sonra, tüm UE'lerin aynı güçte iletim yapmaları istendiğinden, UE'lerin herhangi bir zamanda ne baz istasyonundan (BS) daha fazla hibe edinimi (BS) ne de güç kontrolü gerektirmeyen ilgili kaynak bloklarına (RB'ler) erişmesine izin verir. Ek olarak, RIS destekli GF-NOMA ¸seması, UE tarafında iletim gücü tahsisi gerektiren geleneksel PD-NOMA'ya kıyasla ağın toplam hızını 18% oranında artırır. Sayısal sonuçlar ayrıca UE yoğunluğunun, RIS konuşlandırmasının, RIS donanım spesifikasyonlarının etkisini ve UE'ler arasındaki adilliği joule başına bit enerji verimliliği açısından ortaya koyar. Ayrıca, bu tez, pasif yeniden yapılandırılabilir akıllı yüzey (RIS) ile kod çözme ve iletme tabanlı röleleri sinerjik bir şekilde birleştiren iki hibrit iletim şemasını tanıtmaktadır. Önerilen şemalar, gelecek nesil kablosuz ağlarda kapsama alanının genişletilmesi amacıyla hem esnek hem de maliyet ve güç açısından verimli bir çözüm sunar. Her iki şemanın uçtan uca sinyal-gürültü oranını ve güç tahsisi ve RIS faz konfigürasyonları için sıralı bir optimizasyon algoritmasını sunulmuştur. Bilgisayar simülasyonları, RIS ve aktarma teknolojilerinin, rakip teknolojiler olarak görülmek yerine birbirini tamamlayıcı olarak çalışırken elde edilebilir veri oranını ve hata performansını önemli ölçüde artırdığını göstermektedir.