宽带卫星互联网的迅速发展使得卫星通信进入新纪元，大规模低轨卫星星座的建立使得频谱资源逐渐饱和，频率使用的高度重合导致各个卫星通信系统间存在严重的干扰问题。卫星载荷通常使用相控阵天线进行通信，通过收发端波束成形来降低系统干扰。在接收端采用自适应波束成形算法，通过自适应调零来抑制干扰；在发送端采用低旁瓣波束成形算法，通过对旁瓣施加特定的约束压低旁瓣电平来降低干扰。针对地面接收端和卫星发送端分别分析3种抗干扰波束成形算法，为降低卫星通信系统的干扰问题提供波束层面的方法。
卫星通信在下一代通信协议中扮演了一个重要的角色，这给研究者带来了机遇与挑战。为有效、灵活地利用卫星载荷资源，波束成形是必不可少的技术。为探寻更优的波束成形技术，首先对比光实时延迟线所组成的光控波束成形与传统模拟波束原理。基于光实时延迟线的相控阵波束成形技术在满足卫星通信中体积小、重量轻、功率低需求的同时还可轻易实现在波束扫描的过程中无斜视。然后分析不同技术路径下光实时延迟线的波束成形技术的优势与约束，如基于微型环谐振腔阵列、基于光栅延迟线、基于多路径切换与光开关和基于波长选择性的光实时延迟线。最后总结光控波束成形技术研究现状，提出在卫星互联网中实现的可能性，并对其未来发展方向进行预测。
跳波束技术能够为卫星通信系统提供足够的灵活性和较高的资源利用率，在宽带卫星通信系统中展现良好的性能，但现有的跳波束技术波位规划方案相对固定，不能随业务需求特点的变化而变化，对于用户需求分布不均且位置分散的情况，跳波束技术的优势很难发挥。针对上述问题，提出一种波位优化的方法，利用相控阵天线的捷变特性，根据业务分布特点调整波束的大小，使得各个波束内的业务需求更加均衡。在此基础上，从需求量与实际传输容量相匹配的角度，建立最小化n阶差分目标函数，利用凸优化算法求解各个波束内分配的时隙资源，并对比波位优化前后系统的整体满意度及系统时延等性能参数。仿真分析结果表明，相比传统的波位规划方案，该算法能在提高系统整体满意度的同时降低系统时延，提升用户的接入成功率。
软件定义网络和网络功能虚拟化能够有效解决大型网络难以管控、资源调度困难等问题。随着大规模卫星网络广泛应用，用户数量激增，对服务性能要求逐渐增加，这给网络管控和资源调度带来极大的负担，将软件定义网络的架构模型以及网络功能虚拟化等技术应用在大规模卫星互联网，可以有效解决目前存在的一些问题。提出基于SDN/NFV的新型卫星互联网架构，不同的卫星域可负责不同的功能，星间和域间可利用SDN和NVF进行有效协作，高效地利用网络资源，同时对其服务功能资源分配技术进行研究，优化VNF部署；提出基于资源感知的模拟退火算法，仿真结果表明此算法可以有效地降低服务功能链（SFC）数据流在传输时的端到端时延和带宽消耗，可以为用户提供更好的服务。
通过分析6G网络愿景和天地一体化信息网络架构所面临的挑战，提出面向6G的天地一体化信息网络架构的需求，并在此基础上提出弹性可重构的天地一体化信息网络架构，实现简洁、敏捷、韧性和集约的天地一体化信息网络，可以按照业务和场景需求按需部署网络功能，保证网络按需确定性服务能力。基于所提的网络架构提出天地一体化信息网络智能网络管理和控制架构、天地一体化信息网络虚拟化技术和异构跨域网络资源管理架构，实现网络动态可重构特性，形成高效能、无阻塞的多维多域互联能力，实现按需组网、高效的多域多维度的网络管控。
随着空间通信技术蓬勃发展，天地一体化信息网络不断推进，卫星通信网络资源管控愈发复杂。由于卫星资源稀缺、资源调度滞后于资源状态信息更新、业务不均匀分布等限制因素，如何进行高效资源管控成为卫星通信发展中亟待解决的问题之一。针对高低轨卫星异构网络系统架构，分析其网络资源管控面临的挑战。在综合分析传统管控架构的基础上，总结出基于分组管理的协同管控架构；针对卫星资源稀缺且分散的现状，阐述卫星网络虚拟资源池管理策略；引入基于深度强化学习的资源调度算法，解决传统调度方法在复杂环境下的失配问题；采用跳波束技术应对业务分布时空二维不均问题。
深入研究当前Ka频段FSS GSO“动中通”地球站的操作技术指标，结合国际电信联盟《无线电规则》和相关技术建议书，建立各个技术指标的理论分析模型，分析相关技术指标之间的内在制约逻辑，和对同频邻星干扰的抑制原理。然后，按照相同的研究思路，分析Ka频段NGSO系统“动中通”地球站的工作场景，研究应用场景差异对技术要求各项指标的影响。该研究成果对未来制定NGSO系统“动中通”地球站的操作技术要求提供一定的参考。
调研当前基于SDN的卫星通信网络研究情况，探讨基于SDN的卫星通信网络架构及相关关键技术方案；对基于SDN的卫星通信网络面临的机遇和挑战进行深入分析。
立足卫星互联网的本质，从演进路径、全球部署情况和产业链3个角度介绍卫星互联网产业发展现状，并进一步对国外卫星互联网公司运营模式进行分析。在此基础上，结合天地一体化信息网络的网络特性，针对其基础业务，提出天地一体化信息网络的运营模式。最后，给出天地一体化信息网络应用运营的发展建议。
随着信息通信和航天技术的飞速发展，空间网络相关技术日趋成熟，全球信息化发展领域已全面拓展到人类生产、生活和科研的所有空间，包括陆地、海洋、天空和太空。对于我国而言，加快建设天地一体化信息网络，通过天地网络配合实现全球无缝覆盖的目标，是信息网络发展的重点。给出天地一体化信息网络的组成、网络形态与主要特点，研究归纳国内外天地一体化信息网络的发展现状与趋势，并分析给出建设天地一体化信息网络需要突破的关键技术，希望为我国天地一体化信息网络的研制和建设提供借鉴与参考。
梳理天地网络的特征，针对天地网络中的安全威胁，系统地梳理测控/运控信息、终端接入、无线信道、传输、业务信息系统、运维管理等方面的安全风险，提出融合安全支撑层、接入安全层、网络安全层、安全服务层及安全态势预警、统一安全管理等的天地网络安全保障架构，设计统一安全管理与安全态势预警、实体认证与接入防护、多域网络互联安全控制、密码按需服务、安全服务动态重构等的实现机制，为天地网络安全提供有效支撑。
