卫星弹性光网络（SEON）具有容量大、抗干扰能力强和资源管控灵活等优点，是卫星互联网重要的发展方向。路由和频谱分配（RSA）问题是SEON的核心关键问题之一，针对SEON中的RSA问题，提出了一种基于路径状态感知的动态路由和频谱分配算法（PIV-SSA），PIV-SSA算法由分段频谱分配（SSA）算法和基于路径影响值的路由选择（PIV）算法组成，在SSA算法中，根据业务所需要的传输速率来分配不同位置的频谱资源，在PIV算法中，基于SSA算法预分配频谱结果，综合考虑频谱资源消耗、链路频谱状态和路径存活时间等因素来选择最佳传输路径。仿真实验结果表明，在不同负载强度下，相较于经典的KSP-FF算法，PIV-SSA算法在网络阻塞率上平均降低了4.60%以及在网络频谱利用率上平均提高了4.78%。

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。

随着卫星光通信技术的发展，通过光链路进行组网能够满足未来爆发式增长的互联网业务的接入、传输以及分发需求。本文首先介绍了基于光通信的卫星互联网架构和星座类型；然后，分析了下一代卫星光网络的关键技术，包括光电混合交换、卫星光网络波长路由、波长需求量分析以及业务疏导技术；最后，对卫星光网络几个技术发展方向进行了展望。

基于无人机（UAV）平台特性和飞行环境建立了包含视轴误差和抖动误差引起的指向误差模型，基于Gamma-Gamma分布的大气湍流信道传输模型得到湍流和指向误差影响下UAV激光通信的误码率，并分析了发射功率、束散角以及飞行高度对误码率的影响规律。仿真结果表明：当束散角为1 mrad，指向误差较小时，湍流对系统误码率的影响显著；当指向误差超过0.2 mrad时，系统的性能由指向误差决定，单独调整某个参数很难使系统的误码率小于10^-6。最后，分析了系统参数对信道和误码率的影响，为工程设计参数选取提供了思路和参考。

提出一种基于单光路偏振复用技术的微波瞬时频率测量方案。该方案仅需要一个双偏振-双驱动的马赫-曾德尔调制器来提供受激布里渊散射所需的泵浦光与探测光。与现有的双路布里渊散射方案相比，本方案结构简单，系统体积明显减小，泵浦光与探测光干涉稳定且可控，且系统的稳定性增强了。待测微波信号经过载波抑制双边带调制后作为泵浦光，扫频探测信号经过相位调制后作为探测光，利用受激布里渊散射效应实现从相位调制到强度调制的转换。通过建立扫描频率与输出光功率的映射关系，实现了微波信号瞬时频率测量。此外，建立了理论模型和仿真模型来分析泵浦光波长抖动、直流偏置点漂移、电移相器相位漂移，以及泵浦光、探测光偏振状态偏移对频率测量精度的影响。研究结果表明，该方案可以实现30 GHz以上微波信号的频率测量，且最大绝对测量误差不超过30 MHz，相对测量误差低于2%。该方法通过增大扫频探测信号的扫描范围和调制器的调制频率范围，可进一步扩展频率测量范围，在低成本、宽频谱的雷达侦测领域具有良好的应用前景。

提出基于用户业务分布的卫星光网络负载均衡路由与波长分配（LBRWA）算法，利用蚁群算法寻找最优光路径，实现了卫星光网络负载平衡。建立基于全球用户业务分布的卫星光网络LBRWA优化模型，根据链路持续时间和波长空闲率搜寻下一跳链路，同时引入随机扰动，避免局部最优。利用全球用户流量强度分布模型修正统计平均光路径成本，实现链路状态更新，将流量引向非热点区域卫星节点，为用户请求寻找负载均衡的最优光路径。研究结果表明，与传统基于链路状态的弹性负载均衡（ELB）算法相比，LBRWA算法将拥塞率降低了20.49%，且在资源利用率、业务分布指数和最大归一化星间链路负载方面具有更好的性能，有效地实现了卫星光网络负载均衡。

星间可见光通信(VLC)凭借其优势逐渐成为小卫星领域的研究热点。通过功率复用,非正交多址接入(NOMA)技术可有效解决因LED调制带宽较窄而导致的VLC系统容量和通信速率受限的问题。结合星间VLC和NOMA技术,构建了星间NOMA-VLC系统,并对信道模型和噪声模型进行了分析。针对系统通信速率优化问题,建立了基于和速率(Sum-Rate)最大化的优化模型,在将非凸的目标函数转换成凸函数的基础上,通过凸分析给出了目标问题的显式最优解。仿真结果表明,和已有功率分配算法相比,所提功率分配策略在保证最低数据速率的约束下,可显著提升系统的和速率。