Core Concepts
再構成可能な知的表面を用いた無線通信システムの設計には、正確な電磁界モデルが不可欠である。本研究では、多ポートネットワークモデルと完全波PEECシミュレータを用いて、再構成可能な知的表面を備えた通信チャネルの性能を検証し、両者の良好な一致を示した。
Abstract
本研究の目的は以下の2点である:
先行研究で提案された再構成可能な知的表面(RIS)の解析モデルを検証すること
部分要素等価回路(PEEC)法に基づく電磁界シミュレータの有用性を実証すること
まず、RIS支援無線通信システムのチャネルを多ポートネットワークとしてモデル化する手法を説明した。この手法では、送受信アンテナ、RIS、および環境中の散乱体を等価回路で表現し、それらの相互インピーダンスに基づいてエンドツーエンドのチャネル行列を導出する。
次に、PEECシミュレータを用いた数値解析手法を示した。PEECは電界積分方程式に基づく回路モデルで、複雑な構造の電磁界特性を精度良く記述できる。本研究では、送受信アンテナ、RIS、および散乱体をPEECモデルで表現し、システム全体のインピーダンス行列を計算した。
最後に、両手法による数値結果を比較した。まず、RISの終端インピーダンスを最適化せずに固定した場合の伝送特性を示した。次に、RISの終端インピーダンスを最適化した場合の伝送特性を示した。両手法の結果は良好に一致しており、提案の多ポートネットワークモデルの有効性と、PEECシミュレータの適用性が確認された。
Stats
RISの素子数が4、16、64の場合の伝送特性を示した。
最適化なしの場合、伝送特性のピークは4.5×10^-4程度であった。
最適化ありの場合、伝送特性のピークは9×10^-4程度まで向上した。