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SMART

Smart Metasurfaces Advancing Radio Technology

Obiettivi principali del progetto

Il progetto nasce con l'obiettivo di affermare gli Smart Radio Environment (SRE) come tecnologia abilitante per la nascente Gigabit society. A tal fine ha riunito gruppi di ricerca con competenze complementari e interdisciplinari, dalla teoria dell'informazione all'elaborazione dei segnali, dall'elettronica ai metamateriali fino ai campi elettromagnetici.

L'obiettivo generale è stato acquisire una comprensione fisica approfondita delle strutture elettromagnetiche intelligenti per gli SRE, definirne i limiti fondamentali, sviluppare strumenti per la loro progettazione e arrivare alla loro realizzazione e valutazione sperimentale. Un primo asse di lavoro ha riguardato la costruzione di un linguaggio comune tra la comunità elettromagnetica e quella delle comunicazioni wireless, così da favorire comprensione reciproca e contaminazione tra le discipline coinvolte. Su questa base, il progetto ha sviluppato nuovi modelli, strumenti di progettazione, algoritmi e protocolli per nodi intelligenti fondati sull'integrazione tra teoria dell'informazione e teoria elettromagnetica, con applicazioni nella comunicazione, nella localizzazione, nel sensing e nelle loro combinazioni. Parallelamente sono state studiate nuove strategie e nuovi materiali per l'energy harvesting, per componenti auto-alimentati e soluzioni a basso impatto ambientale, e per rendere riconfigurabili le metasuperfici.

Le attività sono culminate nella dimostrazione di SRE su scala di laboratorio per casi d'uso ben definiti, portando la tecnologia da TRL 1 a TRL 3-4. L'obiettivo ultimo è stato contribuire al raggiungimento dei key performance indicator (KPI) dei sistemi wireless 6G attraverso soluzioni a complessità ridotta, economicamente ed energeticamente efficienti e sostenibili.

Attività CIRA nel progetto

Nell'ambito del progetto, CIRA ha studiato l'impiego delle superfici intelligenti riconfigurabili (RIS) per migliorare le tecnologie radio, con l'obiettivo di ottimizzare l'uso della potenza trasmessa e ridurre il numero di antenne necessarie, sia in scenari indoor sia outdoor. Il contributo di CIRA si è concentrato principalmente sulle applicazioni aeronautiche, attraverso le seguenti attività:

  • Comunicazioni per piattaforme unmanned in ambito civile: caso di studio sull'uso delle RIS per le comunicazioni di droni, ad esempio per il backscattering RIS-based in reti IoT assistite da droni, finalizzato a rafforzarne la physical-layer security.
  • Efficienza spettrale ed energetica: valutazione del contributo delle RIS al miglioramento dell'efficienza spettrale ed energetica dei futuri sistemi di comunicazione wireless.
  • Mitigazione di path loss e BLOS: studio di soluzioni basate su RIS per mitigare il path loss e le limitazioni dei collegamenti Beyond Line of Sight (BLOS) in applicazioni aeronautiche, come droni singoli o team/swarm di droni in scenari U-Space.
  • Auto-protezione elettromagnetica: indagine sull'uso delle RIS come tecnologia abilitante per sistemi di auto-protezione delle piattaforme contro minacce elettromagnetiche in contesti security-critical.Auto-protezione elettromagnetica: indagine sull'uso delle RIS come tecnologia abilitante per sistemi di auto-protezione delle piattaforme contro minacce elettromagnetiche in contesti security-critical.

Informazioni generali sul progetto

Programma di Finanziamento: PNRR

Data di inizio: 04/11/2024; Data di chiusura: 31/12/2025

Ente coordinatore: Università degli Studi Roma Tre

Partners: Università degli Studi di Siena, Università degli Studi di Trento, Università degli Studi di Pisa, Università degli Studi di Brescia, Università degli Studi di Cassino e del Lazio Meridionale, Università degli Studi del Sannio, Università degli Studi della Calabria, Nec Italia, Alma Sistemi Srl, Mantid Srl

Contatto CIRA: Ivan Iudice, i.iudice@cira.it