"衛(wèi)星通信系統(tǒng)由于其覆蓋范圍廣、不受地理條件限制等特點，近年來廣受關注，它實現(xiàn)了全球通信，已經成為5G通信系統(tǒng)的重要組成部分。將衛(wèi)星網絡和地面網絡結合起來形成星地融合網絡已經成為衛(wèi)星通信系統(tǒng)研究的一個熱點問題。星地融合網絡可以實現(xiàn)全球覆蓋，可以實現(xiàn)衛(wèi)星通信網絡與地面通信網絡之間的相互連通，可以實時獲取、傳輸和處理星地信息。星地融合網絡在保證通信質量的前提下，其帶寬、功率損耗、頻譜利用率以及提供綜合業(yè)務上具有明顯的優(yōu)勢，愈發(fā)地成為關注的重點。
本文的主要工作及創(chuàng)新點具體如下：
（1）同頻干擾下的雙跳衛(wèi)星中繼傳輸策略與性能分析。針對同頻干擾下的衛(wèi)星中繼網絡，考慮衛(wèi)星中繼受到來自于地面的同頻干擾，衛(wèi)星用戶受到來自于地面的同頻干擾和系統(tǒng)硬件非理想所引起的損傷噪聲，提出了非理想硬件和同頻干擾下基于最大比合并和最大比接收策略的傳輸方法，推導了相應的中斷概率和吞吐量的表達式。
（2）星地融合網絡中的中繼選擇策略與性能分析。針對星地融合多中繼網絡，在考慮系統(tǒng)損傷噪聲的基礎上，首先提出了存在多個地面中繼時基于門限的中繼選擇策略，并在此策略的基礎上得到了系統(tǒng)中斷概率和吞吐量的準確閉式表達式和漸近解表達式。進一步，得到了基于中繼選擇策略下的系統(tǒng)分集增益和陣列增益。
（3）基于雙向中繼機會調度的星地融合傳輸策略與性能分析。針對存在多個雙向地面中繼的星地融合網絡，首先采用機會中繼選擇策略得到了放大轉發(fā)和譯碼轉發(fā)協(xié)議下的系統(tǒng)中斷概率和吞吐量的準確閉式表達式和高信噪比下的漸進解表達式；進一步分析了系統(tǒng)分集增益和陣列增益。
（4）基于認知中繼的星地融合網絡協(xié)作傳輸策略與性能分析。針對認知條件下的星地融合網絡，提出了一種多主用戶星地融合認知協(xié)同傳輸模型，并考慮損傷噪聲和非理想信道狀態(tài)信息。首先在聯(lián)合考慮地面次級用戶最大發(fā)射功率以及主衛(wèi)星網絡干擾溫度條件限制下，推導出了地面次級用戶中斷概率和吞吐量的準確閉式表達式和高信噪比下的漸進表達式。進一步分析了地面次級用戶所能獲得的分集增益和陣列增益。
（5）星地融合網絡中的安全協(xié)作傳輸策略與性能分析。針對存在竊聽者的星地融合網絡，同時考慮多個中繼、多個主用戶和多個竊聽者，首先提出了一種結合解碼中繼的聯(lián)合中繼和用戶調度策略。在考慮竊聽者協(xié)作竊聽和非協(xié)作竊聽兩種場景的基礎上，分別推導出系統(tǒng)安全性能的準確閉式表達式和高信噪比下的漸進表達式。"