Comunicaciones 6G asistidas por superficies inteligentes reconfigurables: simulación de comunicaciones inalámbricas asistidas por superficies inteligentes reconfigurables asumiendo correlación en los elementos reflexivos y errores de fase.

Abstract

El presente trabajo se enfoca en la evaluación de rendimiento de una comunicación inalámbrica asistida por la tecnología de Superficies Inteligentes Reconfigurables (IRS, del inglés Intelliglent Reflecting Surface) asumiendo correlación en los canales de desvanecimiento de los elementos de la IRS. El sistema propuesto inalámbrico integrado con IRS es comparado con una comunicación tradicional tipo SISO (del inglés, single-input single-output) a través de simulaciones Monte Carlo en Matlab. El modelo de sistema con IRS consta de tres nodos, a saber, el transmisor (Tx) y receptor (Rx), que cada uno es equipado con una única antena, mientras que la IRS dispone un gran número de elementos reflexivos. Además, se asume que existe errores de fase en la IRS al momento de re direccionar la señal deseada hacia un Rx en particular. Así mismo, para que el sistema propuesto sea más práctico se considera correlación espacial entre los canales pertenecientes a cada elemento que conforma la IRS. El supuesto anterior se debe a que, en un entorno real, no es apropiado considerar canales independientes tipo Rayleigh debido a la estructura misma de la IRS. Para la comparación de rendimiento entre los dos sistemas propuestos, IRS y SISO, se utilizan métricas relativas a el desempeño de red tales como la probabilidad de corte de la comunicación y la tasa media de datos alcanzable. Dichas métricas son mostradas a través de curvas de desempeño variando parámetros de red, incluyendo el número de elementos en la IRS, la gravedad de error de fase en los elementos de la IRS, la frecuencia de operación del sistema, y el nivel de correlación entre los canales de los elementos de la IRS. Cabe mencionar que la correlación espacial depende de la geometría de la IRS, por lo que, se varía las dimensiones de los elementos de la IRS para obtener diferentes tipos de correlación fijando una frecuencia de operación. A través de las gráficas de desempeño obtenidas, se identificará como afecta la correlación espacial en el desempeño de la IRS al ser comparado con un sistema inalámbrico convencional. Finalmente, se discutirá en que escenarios la IRS proporciona un mejor desempeño a pesar de las limitaciones de entornos, tales como, errores de fase y correlación espacial.