Um projeto de sistema de comunicações com reconhecimento de contexto para a banda THz

• Autor(a) principal: Praia, João Miguel Rocha
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10071/24172
• topic: Comunicações Terahertz (THz); Superfícies inteligentes reconfiguráveis (RIS); Taxa alcançável; Ultra-massivo múltiplas-entradas múltiplas-saídas (UM-MIMO); Terahertz (THz) communications; Reconfigurable intelligent surface (RIS); Achievable rate; Ultra-massive multiple-input multiple-out (UM-MIMO)

As comunicações na banda Terahertz (THz) são consideradas uma tecnologia crucial para a transmissão de dados a velocidades ultra-elevadas em sistemas de comunicação sem fios da futura geração. As extensas larguras de banda disponíveis nas frequências de THz têm o custo de graves perdas de propagação e limitações de potência, o que resulta em distâncias de comunicação muito curtas. Superfícies inteligentes reconfiguráveis (RIS) são uma tecnologia promissora para ultrapassar esta limitação uma vez que têm capacidade para moldar as ondas THz, ajustando adequadamente as mudanças de fase. Esta dissertação foca-se no estudo de um sistema eficaz em contexto de ambiente para as comunicações sem fio THz. Na presente dissertação concebemos um sistema de comunicação sem fios ultra-massivo de múltiplas entradas e saídas (UM-MIMO) assistido por RIS. Para maximizar a taxa alcançável do sistema, e ao mesmo tempo que se lida com a grande configuração de problemas que é típica dos sistemas UM-MIMO assistidos por RIS, é desenvolvido um algoritmo de gradiente proximal acelerado (APG) de baixa complexidade para o cálculo das mudanças de fase dos elementos do RIS. Também se considera a pré-codificação híbrida, a qual é necessária para tornar viável a implementação de comunicações UM-MIMO nos THz, e avalia-se a incidência de não-idealidades que são típicas na implementação prática do sistema. Os resultados numéricos demonstram que quanto maior o RIS maior taxa de dados o sistema alcança, e que o mesmo deve ficar situado na vizinhança do recetor ou do transmissor. A eficácia do algoritmo proposto também é comprovada, mesmo quando se considera a quantização realista das mudanças de fase discretas e o conhecimento imperfeito do canal.