Smart Radio Environments using Reconfigurable Meta-Surfaces

Al giorno d'oggi le comunicazioni wireless hanno raggiunto un elevato livello di pervasività da essere presenti in tutto l'ambiente circostante. Sebbene la loro presenza abbia portato allo sviluppo di nuove tecnologie di comunicazione che favoriscono la mobilità, lo sfruttamento dello spettro radio degli ultimi decenni è stato intensivo. Il numero di dispositivi è aumentato notevolmente e con loro sono aumentate anche le richieste degli utenti in termini di data rate. Infatti la propagazione in ambienti caratterizzati da ostacoli, introduce riflessioni generando multipath che può essere più o meno ricco a seconda del numero di dispositivi in comunicazione o della densità di ostacoli. Questo tipo di fenomeno risulta essere particolarmente fastidioso perchè è causa di interferenze. Esistono diverse tecniche che permettono di fronteggiare il multipath, come ad esempio le modulazioni OFDM o che consentono di sfruttarlo, come nel caso dei sistemi MIMO-5G. In questo lavoro una nuova prospettiva è stata descritta: l'uso dei metamateriali. I metamateriali sono una nuova classe di materiali che, se opportunamente programmati, possono essere sfruttati per ottenere particolari coefficienti di riflessione. Inoltre, possono anche cambiare la fase dell'onda incidente. In questo scenario si apre la possibilità di poter installare nell'ambiente superfici composte da metamateriali dette metasuperfici, in modo da ottenere dei percorsi di riflessione del campo EM alternativi. Questa nuova tipologia di ambiente si differenzia dalla precedente concezione statica percepita come un avversario e viene definito intelligente. Da qui il concetto di smart environment, ovvero un'entità fisica completamente programmabile che permette all'utente di cambiare la risposta del canale arbitrariamente.