Análisis del desempeño de un sistema de comunicaciones empleando arreglos de antenas basados en superficies inteligentes

Abstract

A lo largo del desarrollo de la tecnología se ha visto modificado el sistema de comunicaciones y dentro de las nuevas tecnologías ha surgido el uso de metasuperficies o de superficies inteligentes para mejorar la transmisión de la comunicación. Con el fin de identificar la metodología y el funcionamiento de un sistema de comunicaciones asistido por superficies inteligentes reconfigurables (RIS) se realiza una evaluación detallada utilizando dos parámetros clave: la potencia de fallo de transmisión (outage) y la probabilidad de error de bit (BER). Se utilizan técnicas de simulación y deducción de ecuaciones teóricas, y se emplea el software MATLAB R2021a para realizar la simulación y cálculos. El modelo del sistema es básico donde el canal de comunicaciones del enlace del emisor a la RIS y de la RIS al receptor se modela considerando desvanecimiento a través de variables aleatorias de tipo Rayleigh. Las ganancias del canal se modelan como variables aleatorias gaussianas complejas. La señal transmitida se describe como una combinación de haces reflejados por la RIS. Se realiza un análisis de desempeño en función de la potencia de outage y la probabilidad de error de bit. Finalmente, se presenta los resultados de las simulaciones realizadas en MATLAB. Se analiza la probabilidad de outage (OP) y la probabilidad de error de bit (BER) en función de diferentes parámetros. Se muestra cómo cambian estas métricas en respuesta a las variaciones en la potencia de transmisión, las distancias y los exponentes de pérdida de trayectoria. Se destaca la importancia de las Superficies Inteligentes Reconfigurables (RIS) en mejorar el rendimiento de los sistemas de comunicación. Se concluye que las expresiones teóricas y las simulaciones están en buen acuerdo, lo que valida la aproximación utilizada y la metodología del análisis. Además, se recomienda considerar diferentes parámetros de diseño para optimizar el rendimiento del sistema y adaptarse a diferentes escenarios de comunicación.