Core Concepts
Rekonfigurierbare intelligente Oberflächen (RIS) wurden als mögliches Schlüsselmerkmal für 6G vorgeschlagen, wurden jedoch in den 3GPP-Releases 18 und 19 nicht weiterverfolgt. Dieser Artikel erläutert die Gründe für diese Entscheidung und zeigt praktische Probleme auf, die die Machbarkeit oder Nützlichkeit von RIS in zellularen Netzwerken beeinflussen können.
Abstract
Dieser Artikel untersucht die Herausforderungen und Probleme, die mit dem Einsatz von rekonfigurierbaren intelligenten Oberflächen (RIS) in zellularen Netzwerken verbunden sind.
Zunächst wird das Konzept der netzwerkgesteuerten Repeater (NCR) als eine bereits standardisierte Technologie mit ähnlichen Eigenschaften wie RIS erläutert. NCRs sind normale Verstärker-Repeater mit Strahlformungsfähigkeit, die von einem Mobilfunknetzbetreiber gesteuert werden.
Anschließend werden verschiedene praktische Probleme diskutiert, die die Machbarkeit oder Nützlichkeit von RIS in zellularen Netzwerken beeinflussen können:
Zielspektrum: RIS eignen sich eher für höhere Frequenzbänder wie mmWave, da sie dort eine bessere Abdeckung bieten können. Allerdings können sie die Reichweite über den Zellenrand hinaus nicht wesentlich erhöhen.
Signalreflektionseigenschaften: RIS sind keine perfekten Reflektoren und führen zu Mehrwegeausbreitung und Interferenz. Außerdem benötigen sie eine große Fläche, um eine ausreichende Verstärkung zu erzielen, was die Kosten und Komplexität erhöht.
Interferenzeigenschaften: RIS können Interferenz in einem breiten Spektrum erzeugen, da sie keine spektrale Filterung durchführen. Dies erschwert die Koexistenz mit anderen Netzknoten.
Signalisierungsoverhead: Die Konfiguration und Steuerung einer großen Zahl von RIS-Elementen erfordert einen erheblichen Signalisierungsaufwand, der den Nutzen der RIS infrage stellen kann.
Implementierungsaspekte: Die Größe und Platzierung von RIS stellen Herausforderungen dar, da sie an bestimmte Orte angepasst werden müssen. Außerdem können Integrations- und Regulierungsaspekte problematisch sein.
Anschließend werden die RIS mit den bereits standardisierten NCRs verglichen. NCRs haben Vorteile wie bessere räumliche und spektrale Selektivität sowie eine höhere Verstärkung, die RIS fehlen.
Schließlich werden Simulationsergebnisse präsentiert, die die Leistung von RIS im Vergleich zu alternativen Technologien wie einfachen Reflektoren und NCRs zeigen. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass NCRs RIS in Bezug auf Leistung und Praktikabilität überlegen sind.
Insgesamt zeigt der Artikel, dass RIS zwar akademisch interessant sind, aber noch verschiedene praktische Probleme gelöst werden müssen, bevor sie in zellularen Netzwerken eingesetzt werden können.
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