学位论文简介
随着网络流量的指数级增长，未来6G移动网络中全息通信等应用场景对网络覆盖、速率和带宽提出更高的需求。THz和可见光等高频段频谱因具有巨大的带宽和高安全性，能够满足高速率通信要求，并支持6G全场景的多频段协同连接。因此，面向6G大带宽以及空天地海融合等更多场景的需求，构建基于THz和UWOC等高频通信技术下的新型协作网络具有重要的实际意义，为未来通信中复杂异构网络的高速数据传输和高覆盖率的实现提供有效途径。然而，高频段通信面临信道建模难、传输距离短和难以跟踪瞄准等共性问题。本文针对以上问题，取得了以下主要创新性研究成果：
(1) 为了解决RF链路路径损耗以及UWOC传输距离短的问题，提出了RIS辅助的混合RF/UWOC系统。在RF链路引入了RIS用于提高信号强度，并对RIS辅助的RF链路信道统计模型进行近似处理。考虑更通用的衰落模型和更复杂的湍流条件，为实现陆海通信的连接提供理论参考。
(2) 提出基于UAV的RF/UWOC传输系统。针对UWOC链路容易受到光束失准的问题，建立了具有水下光湍流衰落和指向误差的联合效应信道模型。另外，将UAV作为移动基站以解决传统基站覆盖范围有限的问题，为空对海通信的连接提供了理论依据。
(3) 为了解决THz链路传输距离有限的难题，提出了双跳的THz中继系统，并分析了双跳THz系统性能随大气路径损耗、天线增益、传输距离、分子吸收、多径衰落和指向误差等因素的变化情况。此外，为了进一步证明中继辅助系统的优越性，将单中继的双跳THz系统扩展到多中继场景，并推导了最优中继选择和全中继参与两种方案下的误码率。
(4) 结合多用户分集和THz链路的高速无线回程优势，构建了多用户混合的RF/THz传输系统。该系统采用最优用户选择方案，将单用户的RF/THz系统视为特例，可实现信号传播范围的增大以及衰落效应的缓解。
(5) 构建了混合THz/自由空间光中继通信系统。考虑路径损耗、信道衰落、指向误差和硬件损耗效应对混合系统的影响，比较了理想和非理想硬件系统的中断概率。另外，分析了多天线THz/FSO系统下的性能，为THz通信在实际场景中的应用提供了理论依据。
主要学术成果
Sai Li, Liang Yang, Jiayi Zhang, Petros S. Bithas, Theodoros A. Tsiftsis, Mohamed-Slim Alouini. Mixed THz/FSO relaying systems: Statistical analysis and performance evaluation [J]. IEEE Transactions on Wireless Communications, doi: 10.1109/TWC.2022.3188698, 2022. (第一作者, SCI二区)
Sai Li, Liang Yang. Performance analysis of dual-hop THz transmission systems over α-μ fading channels with pointing errors [J]. IEEE Internet of Things Journal, 2022, 9(14): 11772-11783. (第一作者, SCI一区)
Sai Li, Liang Yang, Daniel Benevides da Costa, Siyuan Yu, Performance analysis of UAV-based mixed RF-UWOC transmission systems [J]. IEEE Transactions on Communications, 2021, 69(8): 5559-5572. (第一作者, SCI二区)
Sai Li, Liang Yang, Daniel Benevides da Costa, Marco Di Renzo, Mohamed-Slim Alouini. On the performance of RIS-assisted dual-hop mixed RF-UWOC systems [J]. IEEE Transactions on Cognitive Communications and Networking, 2021, 7(2): 340-353. (第一作者, SCI二区)
Sai Li, Liang Yang, Daniel Benevides da Costa, Jiayi Zhang, Mohamed-Slim Alouini. Performance analysis of mixed RF-UWOC dual-hop transmission systems [J]. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 2020, 69(1): 14043-14048. (第一作者, SCI二区)
Sai Li, Liang Yang, Mazen O. Hasna, Mohamed-Slim Alouini, Jiayi Zhang. Amount of secrecy loss: A novel metric for physical layer security analysis [J]. IEEE Communications Letters, 2020, 24(8): 1626-1630. (第一作者, SCI三区)
黎赛, 杨亮, 崔琪楣, 于思源. RIS辅助的混合RF/THz系统性能分析 [J]. 通信学报, 2022, 43(1): 49-58. (第一作者, CCF B类中文期刊)
黎赛, 陈生海, 杨亮, 胡彦彬. 解码转发方案下混合RF-UWOC传输系统的性能分析 [J].电子学报, 2022, 50(2): 391-395. (第一作者, CCF A类中文期刊)
