AR-GE
Yeniden Yapılandırılabilir Akıllı Yüzeyler
Yeniden Yapılandırılabilir Akıllı Yüzey (RIS), yeni nesil kablosuz iletişim ağları için öne çıkan adaylardan biridir. RIS destekli kablosuz iletişim sistemlerinin teorik ve simülasyon çalışmaları RIS’in potansiyelini ortaya koymuş olsa da RIS’in faydalarını ve yeni nesil iletişim sistemlerine uygulanabilirliğini doğrulamak için pratik iletişim senaryolarında RIS’in uygulanması ve gösterimi esastır. Bu nedenle, RIS çalışmalarımızdaki ana odak noktamız, RIS’in teorik ve simülasyon çalışmaları yanı sıra 5G ötesi senaryoların çeşitli uygulamalarına pratik olarak uygulanmasıdır. RIS altyapımız iki farklı RIS prototipi içermektedir. 5 GHz frekans bandında çalışan ilk RIS prototipi, 0 ve 180 derece olarak ikili faz kayması ayarlamasına sahip 76 yansıtıcı elemandan oluşmaktadır. İkinci RIS prototipi ise 28 GHz frekans bandında çalışmakta ve ikili faz kayması ayarlamasına sahip 1600 yansıtıcı eleman içermektedir. Ayrıca, RIS altyapımızı geliştirmek amacıyla 5G FR1 frekansında çalışan bir RIS prototipi geliştirmek üzere TÜBİTAK MAM ile iş birliği yapıyoruz.
RIS prototiplerini kullanarak gerçekleştirdiğimiz bazı pratik gösterim çalışmaları şunlardır:
RIS Destekli Kablosuz Sistemler İçin Fiziksel Katman Güvenliğinin Ölçüm Tabanlı Karakterizasyonu
Bu çalışma, RIS’lerin fiziksel katman güvenliği sağlamak için ölçüm tabanlı karakterizasyonunu sunmaktadır. Verici (Alice), hedef kullanıcı (Bob) ve dinleyici (Eve) bir iç mekan ortamına yerleştirilmiştir. Her kullanıcı, bir horn antenine bağlı yazılım tanımlı bir radyo ile donatılmıştır. Yansıtıcı elemanların faz kaymaları, Bob ve Eve’in bulunduğu konumlarda alınan sinyal gücünü gizlilik kapasitesini maksimize etmeyi hedefleyecek şekilde belirlemek için yazılım kontrollü olarak ayarlanır. 76 pasif yansıtıcı elemandan oluşan Greenerwave RIS prototipini kontrol için yinelemeli bir yöntem kullanılır. Bilgisayar simülasyonu ve ölçüm sonuçları, bir RIS’in Bob ve Eve arasındaki gizlilik kapasitesini önemli ölçüde artırmak için etkili bir araç olabileceğini göstermektedir.
Bu çalışma, IEEE VTC2023-Bahar Konferansı’nda “En İyi Makale Ödülü”ne layık görülmüştür.
srsRAN Kullanarak RIS Kontrol Algoritmalarının Performans Gösterimi
Bu gösterimde, RIS destekli kablosuz iletişim sisteminin performansı kapalı bir ortamda gösterilmiştir. Bu gösterim için Greenerwave sub-6GHz RIS prototipi ve Yazılım Tanımlı Radyo (SDR) ile entegre edilmiş, Linux tabanlı bir bilgisayarda çalışan açık kaynaklı 4G/5G emülatörü (srsRAN), baz istasyonu (BS) ve kullanıcı ekipmanı (UE) olarak kullanılacaktır. Gerçek zamanlı video, BS’den UE’ye RIS destekli kablosuz bağlantı üzerinden iletilecektir. Daha sonra, yinelemeli ve kod kitap tabanlı algoritmalar kullanılarak RIS yapılandırmasının optimizasyonu gösterilecektir. Sonuçlar, boynuz antenler kullanıldığında RIS’in RSRP’de 15 dB’den fazla artış sağladığını ve bunun daha yüksek modülasyon ve veri hızıyla sonuçlandığını göstermektedir.
İlgili gösterim, Toronto, Kanada’da düzenlenen IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC) 2023’te sunulmak üzere kabul edilmiştir.
RIS Destekli Haberleşme için Kapalı Alan Ölçümleri: Pratik Faz Kayması Optimizasyonu, Kapsama Alanı Genişletme ve Fiziksel Katman Güvenliği
Bu çalışmada, kapalı bir ortamda sinyal kapsamını artırmak ve fiziksel katman güvenliği (PLS) sağlamak için RIS yeteneklerini göstermek amacıyla pratik ölçümler sunuyoruz. İlk olarak, yinelemeli, gruplama ve kod kitabına dayalı faz kayması optimizasyon yöntemleri kullanılarak tek kullanıcılı bir kurulumda kapsamlı ölçümler yapılmıştır. Alıcının farklı konumlara yerleştirildiği durumlarda RIS faz konfigürasyonlarının dikkatli ayarlamaları ile yinelemeli yöntem, alınan sinyal gücünde yaklaşık 10 dB performans artışı sağlamaktadır. Gruplama yöntemi, alınan sinyal gücünde sadece birkaç dB kaybederek uygun bir RIS konfigürasyonu bulmak için gereken eğitim süresini azaltır. Bir başka deney, RIS’in amaçlanan ve istenmeyen kullanıcılara hizmet veren iki bölgeye ayrıldığı çok kullanıcılı bir kurulumda PLS’i sergilemek için gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar, kod kitabı yönteminin, faz kayması optimizasyon süreci sırasında kullanıcıların konumları dışında geri bildirim kullanmadan hareket hâlindeyken gizlilik kapasitesini etkili bir şekilde artırabileceğini, oysa yinelemeli yöntemin alınan sinyal güçleri için sürekli bir geri bildirim kanalı gerektirdiğini göstermektedir.
Bu çalışma, IEEE Open Journal of the Communications Society dergisinin Special Issue of Selected Best Papers of IEEE International Conference on Communications (ICC) konusunda yayımlanmak üzere davet edilmiştir.
5G Milimetre Dalga Ağlarında Yeniden Yapılandırılabilir Akıllı Yüzeylerin Kapalı Alan Ölçümleri
Bu çalışma, Turkcell 5G milimetre dalga test ortamında altıncı nesil (6G) ağlar için öne çıkan teknolojilerden biri olan RIS’in deneysel sonuçlarını sunmaktadır. Bu çalışmada, 1.600 yansıtıcı elemana sahip bir RIS, 5G yeni radyo (NR) dalga formunu ileten bir mmWave baz istasyonu (BS) ile müşteri yerleşim ekipmanı (CPE) arasında görüş hattı olmayan bağlantılar kurmak için kullanılmıştır. RIS’in CPE’nin aldığı performans metrikleri üzerindeki etkisi gösterilmiştir.
