PROGETTI DI RICERCA DI RILEVANTE INTERESSE NAZIONALE (PRIN) - BANDO PRIN 2022
PROGETTI FINANZIATI - UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI CASSINO E DEL LAZIO MERIDIONALE
Acronimo Prin2022_Zappone_GARDEN
ID Progetto 2022KJZ8SW
Titolo Progetto Green ARchitecture Design for wireless smart radio ENvironments
Responsabile Scientifico locale ZAPPONE - Alessio
Programma di finanziamento PRIN 2022
Ente finanziatore MIUR
Ruolo responsabile Capofila
Finanziamento totale del progetto
247.800,00_€
Finanziamento per UNICAS
109.000,00_€
ID CALL PRIN_2022
Abstract Progetto Il 5G fornisce tecnologie wireless innovative che garantiscono velocità di trasmissione mai viste prima. Tuttavia, questo aumento della velocità dei dati dovrebbe essere sostenibile dal punto di vista dell'efficienza energetica (EE). Purtroppo, pur offrendo velocità più elevate, le tecnologie 5G richiedono anche una maggiore potenza per la trasmissione del segnale e il funzionamento della rete. Di conseguenza, l'EE del 5G non è in linea con l'aumento del 2000 volte che era stato pianificato. Attori industriali e persino l'Unione Europea hanno sottolineato la necessità di un'EE più elevata nelle future reti wireless, ad esempio il 6G-IA richiede un aumento dell'EE del 300 volte. Una tecnologia con il potenziale di aumentare significativamente l'EE della rete è quella degli ambienti radio intelligenti (SRE). Queste sono reti con un uso diffuso di oggetti rivestiti con metamateriali, cioè materiali speciali su cui sono posizionati elementi elettromagnetici spaziati a distanze sub-wavelength. I metamateriali sono dispositivi quasi passivi, la cui risposta elettromagnetica a un segnale in ingresso può essere riconfigurata. Non richiedono alcun amplificatore né alcuna conversione digitale/analogica, ma solo un minimo apporto energetico per abilitare la loro riconfigurazione. Rivestendo gli oggetti con metamateriali, è possibile ottenere un controllo sui canali wireless con un consumo energetico molto inferiore rispetto alle tecnologie di antenna attiva. Finora, la ricerca sugli SRE si è concentrata sull'uso di superfici intelligenti riconfigurabili (RIS), cioè metamateriali piani 2D. Tuttavia, gli scenari considerati nella letteratura sono piuttosto lontani dalla visione degli SRE: 1) Vengono considerati solo metamateriali 2D, mentre sono necessari metamateriali di forma arbitraria per rivestire oggetti ambientali generici. Ciò richiede nuovi modelli di canale e consumo energetico, sufficientemente generali per i metamateriali 3D di forma generica. 2) I risultati attuali assumono RIS isolati, mentre la visione degli SRE richiede un uso massiccio di metamateriali. Questo richiede anche algoritmi di controllo distribuito, mentre si utilizzano approcci centralizzati quando si considerano RIS isolati. 3) La maggior parte dei lavori su RIS non ottimizza l'EE della rete. Inoltre, i metodi di ottimizzazione disponibili non scalano agli SRE con un uso massiccio di metamateriali, a causa del numero molto maggiore di variabili di ottimizzazione. Inoltre, dovrebbero essere considerati gli SRE con metamateriali alimentati da energie rinnovabili. Gli obiettivi di GARDEN sono: 1) Sviluppare modelli elettromagnetici conformi per la propagazione e il consumo energetico negli SRE, tenendo conto dei metamateriali di forma arbitraria disposti sia nel near-field che nel far-field dei trasmettitori wireless. 2) Caratterizzare i limiti delle prestazioni energeticamente più efficienti degli SRE con metamateriali autoalimentati e sviluppare algoritmi per avvicinarsi a questi limiti con complessità accessibile. 3) Sviluppare tecniche per il controllo distribuito degli SRE, nonché algoritmi efficienti e regole di fusione per l'interazione e la condivisione di informazioni tra metamateriali vicini. 4) Convalidare tutte le nuove tecniche e sviluppare un emulatore a livello di sistema basato su eventi per gli SRE.
SOTTO SETTORI ERC PE7_6 Communication systems, wireless technology, high-frequency technology
Anno presentazione 2022
Anno Inizio Finanziamento 2023
Anno Fine Finanziamento 2025