《空天地一体化网络智能可靠无线通信增强研究》123页

本博士论文全面研究了空天地一体化无线通信系统领域，工作完成于莱斯特大学工程学院。研究深入探讨了提升无线通信链路智能化与可靠性的关键技术，系统评估了无人机（UAV）、高空平台（HAP）、自由空间光（FSO）通信与卫星通信的技术应用。

第一部分研究聚焦解决FSO通信系统的视距传输限制问题。通过集成可重构智能表面（RIS）构建非视距通信先进模型，实现领域重大突破。系统经过严格的性能测试，评估了渐近遍历容量及抗环境干扰能力。重点分析大气湍流与指向误差损耗等衰落系数，采用Gamma-Gamma与Hoyt分布模型精确表征大气条件复杂性与无人机运行不稳定性。通过蒙特卡洛仿真验证理论预测与仿真结果的一致性，确立模型的鲁棒性。

后续研究拓展至FSO通信优化与无人机应用策略。通过搭载RIS的无人机，系统性解决大气与指向误差损耗的复合挑战。创新性采用粒子群优化（PSO）算法确定RIS最佳导引角以克服指向误差，结合近端策略优化（PPO）算法实现无人机轨迹优化。仿真验证表明系统平均容量显著提升，标志着FSO通信优化领域的实质性进展。

研究进一步提出RIS辅助非地面网络的安全传输框架。基于实际相位相关模型，在节点采用全双工传输方案，有效抑制远距离窃听并增强节点间安全性。运用深度级联相关学习（DCCL）算法解决非凸优化难题，实现RIS反射系数与中继选择的联合优化。仿真评估显示保密容量显著优于传统方法，通信信道安全性显著增强。

最终章节探索空天地一体化网络（SAGIN），揭示现有通信范式的革新需求。针对传统FSO通信易受大气干扰与高能耗的局限，提出RIS增强型高空平台（HAPS）支撑的射频/FSO混合模型。通过中断概率评估验证该模型在信号可靠性与连续性方面的提升优势。对比分析表明，相较于传统通信载荷，该模型在降低处理时延与能耗方面具有显著优势。

本论文通过融合创新方案与实际问题，为自主载具无线通信领域提供了系统性研究。通过引入无人机与HAP作为自主平台，结合FSO与RIS等先进通信技术，显著提升无线系统的可靠性与安全性。研究系统性推进了无线通信链路性能优化与多网融合进程，仿真与深度分析验证了相较于现有方法的显著改进。本工作提出了具有重大实际应用价值的创新方案，为相关领域发展作出重要贡献。