6G 天地一体化信息网络面临因网络高度暴露、节点高速运动、计算资源受限等特点带来的安全挑战，且新架构、新应用、新技术也将引入新的安全问题，亟须提出普适性安全理论，一体化解决其功能安全及网络安全问题。为此，首先阐述网络空间内生安全主要理论基础，提出6G天地一体化信息网络内生安全架构；然后，在网络空间内生安全理论的指导下，从星载系统、6G 地面移动网、星地链路探讨相关安全理论与技术构想；最后，从安全认证、高安全通信加密等方面分析天地一体化信息网络通信/安全一体化的认证加密机制，及传统安全与内生安全技术的交叉融合。
为了保障路由的安全性和抗毁性，设计面向星间路由的安全机制和故障恢复机制成为维护低轨卫星网络可靠通信的关键。为了应对卫星网络可能面临的安全威胁，分析不同路由攻击行为对典型星间路由协议的影响，并设计差异化的协议包安全认证机制和链路故障恢复机制。此外，搭建基于虚拟化技术的卫星网络仿真平台，通过仿真多种路由攻击场景，验证所设计星间路由安全机制的有效性，并评估引入安全机制前后的 CPU 占用率、协议包处理时间等性能指标。实验结果表明，在有限的认证时间和路由开销下，该星间路由安全机制能够有效防范空间网络环境中的多种安全威胁，并减少由突发链路故障引起的通信时延，从而保障低轨卫星网络的安全可靠通信。
测控技术是保障星座系统高效运维和管理的关键技术。近年来，随着星座规模的不断扩大，逐步形成了巨型星座系统，使得对星座的测控需求呈现爆发式的增长，从而对星座系统测控任务的完成量提出了新的要求。首先分析巨型星座系统测控任务约束和地面测控站设备约束并给出问题建模；其次提出一种地面站Agent基于学习规划片段的交互方式，通过引入约束惩罚算子和多地面站联合惩罚算子设计优化的目标函数；最后，提出一种多地面站Agent强化学习算法以求解多地面站协同任务分配策略。仿真结果显示，任务规模较大时，在文中提到的不同场景下该方法较传统算法有12%～20%的增益。
为了抑制频率复用造成的同频干扰，高通量卫星通信系统开始研究地面干扰抑制技术，包括应用于反向链路的多用户检测技术和应用于前向链路的预编码技术，建立考虑自由空间损耗、降雨衰减和波束增益等影响的前向链路模型。在非理想信道状态信息模型的基础上针对最小均方误差预编码算法进行改进，提出一种适用于非理想信道状态信息的改进最小均方误差预编码算法。考虑的卫星预编码算法采用更加精确的具有非理想信道信息的信道模型，将非理想信道状态信息纳入预编码算法并进行消除设计。仿真结果表明，基于高通量卫星预编码算法在非理想信道状态信息条件下能够显著提升系统的吞吐量，并且提高了系统的鲁棒性。
分析数据链通信在超高音速无人飞行器上的应用场景和面临的问题，列出当下数据链通信中主流的干扰样式类别、发展趋势和抗干扰的手段。详细描述智能抗干扰引擎的设计技术方案，分别从总体方案、宽带频谱感知模块、干扰信号识别模块、抗干扰决策模块4个方面对智能抗干扰引擎的设计进行论述。对于主要关键技术的技术途径进行分析，并对所采用方法的性能进行仿真测试，对仿真测试的结果进行对比和分析。仿真测试结果可以证明所采用的方法能够达到预期目标，但仍存在一定的局限性，对实际工程和实用效果还有待进一步验证。
随着科技的发展和相关技术的不断完善，低轨卫星通信已经成为世界各国争相追逐的技术热点。正交时频空技术的优势可以很好地解决高移动速度场景下宽带星地链路的信号传输问题，有利于卫星、地面之间调制波形的统一，实现空天地一体化通信。但是，其传输性能受到信道估计精度影响，而特殊的调制方式使得其信道估计方法不同于传统技术，需要着重进行研究。对现有主流的OTFS信道估计方案进行相关介绍，分析各种方案的优势与不足，为后续研究奠定基础。
巨型感知星座将具备星上自动处理、星上自主规划、多载荷多模式自动切换等能力，传统的单纯依赖地面系统进行天基资源管控的模式已不能满足巨型感知星座的要求。针对巨型感知星座智能化和网络化资源管控的要求，提出一种星地一体智能化资源管控体系架构，具体设计星上部分、地面部分的工作内容以及星上与地面的交互机制，能很好地适用于巨型感知星座的自主资源管控，实现巨型感知星座观测系统的“网络化、自主化、智能化”，可在国家安全重大应急响应等任务方面发挥重要作用。
随着卫星通信技术的飞速发展，卫星互联网成为6G网络实现全球覆盖、全时接入、全场景服务的核心关键技术。卫星网络的高动态性及有限的卫星容量，导致面临以异构网络管理、动态资源分配为代表的一系列管控挑战。由于机器学习技术在网络设计等方面具有显著优势，因此提出软件定义的卫星互联网智能化架构。针对卫星互联网的智能路由问题，利用基于双延迟深度确定性策略梯度的深度强化学习算法，解决网络的实时路由优化问题。实验结果表明，TD3算法相较于DDPG算法，平均网络时延降低了19.19%。
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。
