دانلود کتاب Reconfigurable Intelligent Surface-Empowered 6G (Wireless Networks) – 6G با قابلیت تنظیم مجدد سطح هوشمند (شبکه های بی سیم)

This book presents novel RIS-Based Smart Radio techniques, targeting at achieving high-quality channel links in cellular communications via design and optimization of the RIS construction. Unlike traditional antenna arrays, three unique characteristics of the RIS will be revealed in this book. First, the built-in programmable configuration of the RIS enables analog beamforming inherently without extra hardware or signal processing. Second, the incident signals can be controlled to partly reflect and partly transmit through the RIS simultaneously, adding more flexibility to signal transmission. Third, the RIS has no digital processing capability to actively send signals nor any radio frequency (RF) components. As such, it is necessary to develop novel channel estimation and communication protocols, design joint digital and RIS-based analog beamforming schemes and perform interference control via mixed reflection and transmission. This book also investigates how to integrate the RIS to legacy communication systems.

RIS techniques are further investigated in this book (benefited from its ability to actively shape the propagation environment) to achieve two types of wireless applications, i.e., RF sensing and localization. The influence of the sensing objectives on the wireless signal propagation can be potentially recognized by the receivers, which are then utilized to identify the objectives in RF sensing. Unlike traditional sensing techniques, RIS-aided sensing can actively customize the wireless channels and generate a favorable massive number of independent paths interacting with the sensing objectives. It is desirable to design RIS-based sensing algorithms, and optimize RIS configurations. For the second application, i.e., RIS aided localization, an RIS is deployed between the access point (AP) and users. The AP can then analyze reflected signals from users via different RIS configurations to obtain accurate locations of users. However, this is a challenging task due to the dynamic user topology, as well as the mutual influence between multiple users and the RIS. Therefore, the operations of the RIS, the AP, and multiple users need to be carefully coordinated. A new RIS-based localization protocol for device cooperation and an RIS configuration optimization algorithm are also required.

This book targets researchers and graduate-level students focusing on communications and networks. Signal processing engineers, computer and information scientists, applied mathematicians and statisticians, who work in RIS research and development will also find this book useful.

این کتاب تکنیک‌های جدید رادیو هوشمند مبتنی بر RIS را ارائه می‌کند که هدف آن دستیابی به پیوندهای کانالی با کیفیت بالا در ارتباطات سلولی از طریق طراحی و بهینه‌سازی ساختار RIS است. بر خلاف آرایه های آنتن سنتی، سه ویژگی منحصر به فرد RIS در این کتاب آشکار می شود. اول، پیکربندی داخلی قابل برنامه ریزی RIS، شکل دهی پرتو آنالوگ را به طور ذاتی بدون سخت افزار اضافی یا پردازش سیگنال امکان پذیر می کند. دوم، سیگنال‌های برخوردی را می‌توان کنترل کرد تا بخشی از آن منعکس شود و تا حدی از طریق RIS به طور همزمان منتقل شود و انعطاف‌پذیری بیشتری به انتقال سیگنال اضافه کند. سوم، RIS هیچ قابلیت پردازش دیجیتالی برای ارسال فعال سیگنال ها و یا اجزای فرکانس رادیویی (RF) ندارد. به این ترتیب، توسعه پروتکل‌های تخمین کانال و ارتباط جدید، طراحی طرح‌های شکل‌دهی پرتو آنالوگ دیجیتال و RIS مشترک و انجام کنترل تداخل از طریق بازتاب و انتقال مختلط ضروری است. این کتاب همچنین به بررسی چگونگی ادغام RIS با سیستم های ارتباطی قدیمی می پردازد.

تکنیک های RIS بیشتر در این کتاب مورد بررسی قرار می گیرند (به دلیل توانایی آن در شکل دادن فعالانه به محیط انتشار. ) برای دستیابی به دو نوع کاربرد بی سیم، یعنی حسگر RF و محلی سازی. تأثیر اهداف سنجش بر انتشار سیگنال بی سیم را می توان به طور بالقوه توسط گیرنده ها تشخیص داد، که سپس برای شناسایی اهداف در سنجش RF استفاده می شود. بر خلاف تکنیک‌های سنجش سنتی، سنجش به کمک RIS می‌تواند به طور فعال کانال‌های بی‌سیم را شخصی‌سازی کند و تعداد زیادی مسیر مستقل در تعامل با اهداف سنجش ایجاد کند. طراحی الگوریتم های سنجش مبتنی بر RIS و بهینه سازی تنظیمات RIS مطلوب است. برای کاربرد دوم، یعنی محلی سازی به کمک RIS، یک RIS بین نقطه دسترسی (AP) و کاربران مستقر می شود. سپس AP می تواند سیگنال های منعکس شده از کاربران را از طریق پیکربندی های مختلف RIS تجزیه و تحلیل کند تا مکان دقیق کاربران را به دست آورد. با این حال، به دلیل توپولوژی پویا کاربر و همچنین تأثیر متقابل بین چندین کاربر و RIS، این یک کار چالش برانگیز است. بنابراین، عملیات RIS، AP و چندین کاربر باید به دقت هماهنگ شوند. یک پروتکل جدید بومی سازی مبتنی بر RIS برای همکاری دستگاه و یک الگوریتم بهینه سازی پیکربندی RIS نیز مورد نیاز است.

این کتاب محققان و دانشجویان مقطع تحصیلات تکمیلی را هدف قرار می دهد که بر ارتباطات و تمرکز دارند. شبکه های. مهندسان پردازش سیگنال، دانشمندان کامپیوتر و اطلاعات، ریاضیدانان کاربردی و آماردانان که در تحقیق و توسعه RIS کار می کنند نیز این کتاب را مفید خواهند یافت.