Paper accepted: Fast Reconfiguration of Liquid Crystal-RISs
19.01.2026
Die Forschungsgruppe RCS gibt die Annahme des Papers Fast Reconfiguration of Liquid Crystal-RISs: Modeling and Algorithm Design, verfasst von Mohamadreza Delbari und Koautoren, in IEEE Transactions on Wireless Communications bekannt. Die Arbeit analysiert den Einfluss der Reconfiguration Time auf die Systemperformance und stellt neue Modelle und Algorithmen für eine schnelle Phase-Shift-Anpassung in liquid crystal RIS vor.
Liquid crystal (LC) technology is a promising hardware solution for realizing extremely large reconfigurable intelligent surfaces (RISs) due to its advantages in cost effectiveness, scalability, energy efficiency, and continuous phase shift tunability. However, the slow response time of liquid crystal RIS phase shifters, especially compared to silicon-based alternatives such as radio frequency switches and positive-intrinsic-negative (PIN) diodes, limits system performance. This limitation is particularly relevant for time division multiple access (TDMA), where RISs sequentially serve users at different locations and the tuning time directly impacts throughput.
Dieses Paper adressiert die langsame Phase-Shift-Dynamik von LC-Technologie durch ein physikbasiertes Modell für die zeitliche Antwort einer LC unit cell sowie durch ein neues Phase-Shift-Designframework zur Reduktion der Reconfiguration Time. Dabei wird ausgenutzt, dass LC-RIS im millimeter wave Bereich über eine große Anzahl von Elementen verfügen, sodass die Phase Shifts auf Basis der User Location optimiert werden können, ohne vollständige channel state information (CSI) zu benötigen.
Anstatt die Optimierung auf einen einzelnen Punkt auszurichten, wird die RIS-Konfiguration auf eine flächige Coverage ausgelegt. Dies erhöht die Zuverlässigkeit für mobile User und reduziert Performanceverluste durch Fehler in der Location Estimation. Die Analyse zeigt, dass der Einfluss der RIS-Rekonfigurationszeit auf den Systemdurchsatz besonders stark wird, wenn TDMA-Intervalle mit der tuning time vergleichbar sind. In solchen Szenarien kann das vorgeschlagene Design die Performance-Degradation deutlich reduzieren und gleichzeitig Quality-of-Service-Anforderungen erfüllen. Experimentelle Messungen bestätigen zudem die Praxistauglichkeit des vorgeschlagenen Algorithmus.
