Разработка, формализация и анализ моделей реконфигурируемых интеллектуальных поверхностей (RIS) для сетей связи 6G

Цель научного исследования состоит в разработке и исследовании методов борьбы с блокировкой радиосигнала в сетях связи 5/6G на основе реконфигурируемых интеллектуальных поверхностей RIS c субмиллисекундным быстродействием. Работу планируется вести по трем взаимодополняющим направлениям: 1. Разработка платформы математического моделирования RIS на системном уровне для разработки и отладки алгоритмов управления RIS. 2. Разработка алгоритмов управления RIS. 3. Разработка технологичных конструкций RIS для миллиметрового и субтерагерцового диапазонов. Список задач с разбивкой по направлениям: Направление 1. Разработка платформы математического моделирования RIS на системном уровне для разработки и отладки алгоритмов управления RIS: 1.1. Разработка платформы QRIS 2.0, для повышения точности моделирования. (2025 г.) 1.2. Разработка моделей для оценки характеристик каналов связи (отношение сигнал-шум и спектральная эффективность) при наличии и отсутствии RIS для различных условий расположения абонентов относительно БС. (2026 г.) 1.3. Оценка радиофизических характеристик RIS в зависимости от поляризации радиосигнала и несущей частоты. (2026 г.) 1.4. Обновление платформы QRIS 2.0, учитывающей свойства субтерагерцового диапазона. (2026 г.) 1.5 Разработка моделей оценки характеристик обслуживания абонентов на системном уровне при наличии и отсутствии RIS, а также различных вариантах расположения RIS относительно абонента и БС. (2027 г.) 1.6 Определение рекомендаций по использованию RIS для обслуживания абонентов в системах сотовой связи 6G субтерагерцового диапазона частот. (2027 г.) Направление 2. Разработка алгоритмов управления RIS: 2.1. Разработка метода настройки RIS для формирования отраженного пучка заданной ширины. (2025 г.) 2.2. Разработка унифицированных моделей распространения радиосигнала субтерагерцового диапазона частот в ближнем и дальнем поле для последующего использования при анализе характеристик каналов связи параметров обслуживания абонентов. (2025 г.) 2.4. Разработка методов снижения размерности модели канала с кластерными линиями задержек, в которых присутствует RIS. (2026 г.) 2.5. Разработка имитационной среды моделирования каналов связи субтерагерцового диапазона частот с учетом факторов специфических для сотовых сетей включая микро- и макромобильность абонентов, дополнительные потери распространения, вызываемые атмосферными условиями и атмосферным поглощением, а также сложными объектами в канале связи. (2026 г.) 2.6. Разработка быстрого алгоритма настройки RIS для систем связи, работающих в миллиметровом диапазоне. (2027 г.) Направление 3. Разработка технологичных конструкций RIS для миллиметрового и субтерагерцового диапазонов: 3.1. Создание параметризованных гибридных моделей элементарных ячеек RIS c опциями дискретной и непрерывной подстройки параметров рассеяния. (2025 г.) 3.2. Оценка радиофизических характеристик RIS в зависимости от выбора конструкции и числа элементов. (2025 г.) 3.3. Выявление технологичной конструкции RIS и отработка базовой технологии изготовления ее структурных элементов. (2025 г.) 3.4. Изготовление монолитных интегральных схем RIS для радиосигналов с линейной и круговой поляризацией в диапазоне частот 28-140 ГГц. (2026 г.) 3.5. Экспериментальная верификация расчетных характеристик RIS и формулировка требований к оптимальной технологии изготовления. (2026 г.) 3.6. Разработка и прототипирование элементарной ячейки для RIS, работающей в миллиметровом диапазоне. (2026 г.) 3.7. Изготовление монолитных интегральных схем RIS с заданными радиофизическими характеристиками в диапазоне частот 28-140 ГГц. (2027 г.) 3.8 Проведение серии последовательных итераций “изготовление-тест” для увеличения процента выхода годных схем в разработанной технологии. (2027 г.) 3.9. Разработка модульной архитектуры RIS, использующей разработанную элементарную ячейку RIS. (2027 г.)