针对动态卫星光网络中的波长资源紧缺问题，研究了其波长数与网络物理连通度的关系，提出了一种基于时空冲突图的波长资源特性分析方法。利用随机生成网络拓扑连接的方式，将卫星光网络的动态拓扑离散为空间和时间冲突图，分别表示网络的物理连通度和有效窗口。基于时空冲突图理论，建立空间冲突避免的路径选择概率和时间存储的有效窗口业务概率，两者相乘得到时空冲突概率，进而计算网络所需波长数。研究结果表明，波长需求与网络物理连通度、链路最大跳数和转发器数目有着密切关系，在业务重叠因子较大的情况下应该给卫星光网络分配更多的波长资源。

针对遗传算法容易陷入局部最优和蚁群算法初始信息素匮乏的缺点，提出将遗传和蚁群融合算法应用于中继卫星系统的资源调度问题。通过改进蚁群算法信息素的定义，利用基于时间窗口序号编码思想，给出中继卫星资源调度约束条件与目标函数并建立数学模型。仿真分析了融合算法、标准遗传算法和改进蚁群算法的优化特性，结果表明融合算法是解决中继卫星调度问题的有效方法。

提出一种在OBS（光突发交换）网络中基于优先级并考虑路径关联的BS（突发数据分组分片）方法，所提BS方法能够较好地支持多业务并充分考虑多路径冲突情况。仿真结果表明：路径长度和关联路径数目都会对OBS网络数据丢失产生影响。

路径分配问题是光环网络中的核心问题。根据遗传算法、粒子群优化算法和蚁群算法各自的特点, 提出了一种融入粒子群算法和遗传算法的混合蚁群算法, 用于对光网络的最优环路径的搜索。仿真结果表明, 所提出的算法在收敛速度及寻优效果方面均优于基本的蚁群算法和遗传、粒子群的混合算法, 证明了所提出算法的有效性。

在OBS(光突发交换)网络核心节点中配置光缓存能够有效解决突发数据分组的冲突问题。文章首先分析了传统光缓存结构的不足，然后提出一种改进的主-从光缓存结构，并针对传统的公平调度算法和优先级调度算法提出了基于带权优先级的平衡调度算法，通过分析比较表明，该算法在系统等待时间、平均等待时间及空间利用率等方面均体现出一定优势。

提出了一种在光突发交换(OBS)网络核心节点中，基于突发包分片并考虑路径关联的可控重传方案。与以往研究相比改进之处在于，所提方法研究了在设定不同重传概率情况下，相同重传概率重传多次以及不同重传概率重传多次的情况，并对重传次数进行了限制，从而实现了对重传概率和重传次数的可控性；同时，还考虑到了路径关联因素对基于分片的可控重传方法的影响，从而克服了以往研究只涉及单路径而不能获取网络拓扑对分片技术影响的局限。利用路径阻塞率和字节丢失率对所提方法进行性能分析，并进行了仿真验证。从仿真结果可以看出，相比于传统方案，重传概率从1开始每减小0.2，突发包的阻塞率就将分别减小13%，24%，16%，6%。

考虑到星间微波光子链路传输损耗大且多路微波信号之间交调干扰严重，利用前置光放大来提高链路的信号噪声失真比RSNDR。建立了两路输入前置光放大星间微波光子链路模型，推导出了RSNDR的解析表达式。通过优化马赫曾德尔调制器的直流偏置相移，使得在给定输入射频信号功率条件下RSNDR最大，并进一步分析了前置光放大器参数对最优直流偏置相移和RSNDR的影响。仿真结果表明，前置光放大改变了影响RSNDR的主要因素，使信号放大的倍数大于噪声和三阶交调（IM3）放大的倍数，从而提高了链路的RSNDR。当前置光放大器增益为20 dB、噪声系数为3 dB时，最优的RSNDR比不加前置光放大器时提高24 dB。前置光放大器增益和噪声系数对最优的RSNDR影响很大，而对最优的直流偏置相移几乎无影响。

研究了弱湍流条件下星地光通信链路的衰落概率、平均衰落次数以及平均衰落时间3个重要参数的统计特性，并通过数值仿真分析了链路天顶角、光波长以及接收机海拔高度对链路衰落特性的影响。结果表明：减小天顶角和提高接收机探测灵敏度可以改善链路的衰落特性；1.55 μm激光较0.85 μm、1.06 μm激光更适合于星地光通信；地面接收机应尽量建在2 000 m以上的高海拔地区。

对空间辐射环境下PIN光电探测器γ射线辐射特性以及粒子辐射特性进行了深入的研究。结果表明两种辐射机制均会对PIN光电探测器造成一定的影响, 表现为暗电流噪声增加、响应率下降以及响应带宽下降。在卫星光通信系统结构设计过程中应该更多地考虑空间辐射对暗电流噪声造成的影响。

电荷耦合器件（CCD）是卫星光通信系统中光信标子系统的关键部件，它的工作性能直接影响着光通信系统的整体性能。在三种典型的缺陷能级下确定了影响电荷转移效率（CTE）性能的俘获时间常数和发射时间常数，得到了电荷转移失效CTI随温度、缺陷能级、读出频率、粒子辐照注量以及信号电荷密度的变化关系，为后续开展卫星光通信系统的空间辐射特性研究奠定了理论基础。