以卫星通信为中坚的空间信息网络日益成为全球化经济发展和大国军事斗争的高端科技重器，我国卫星通信、卫星定位、卫星资源探测等系统开发和应用已取得不错成就，但离发达国家水平和我国国民经济与社会发展需求存在很大差距。因此，国家相关部委整合全国研究与开发力量，纷纷提出未来我国空间信息网络重大科研计划项目和工程建设计划，以克服我国在这一领域存在系统分散、能力不足、资源受限等不利局面。
工程研究中心研究团队，主力承担国家自然科学基金重大研究计划、国防科技创新特区计划、江苏省前沿引领技术基础研究专项等国家与地方重大科技项目，在空间信息网络总体架构设计、星座卫星组网与目标定位、天地融合卫星物联网巨址接入等研究方向取得创新突破。其中包括：
（1）空间信息网络体系架构和网络模型
空间信息网络是以空间平台(如同步卫星或中、低轨道卫星、平流层气球和有人或无人驾驶飞机等)为载体，实时获取、传输和处理空间信息的网络系统。
图1 空间信息网络体系架构
针对空间节点高动态运动、网络时空行为复杂、业务需求随任务变化等特点，在综合考虑空天环境特点及资源能力水平的基础上，构建了一种由GEO卫星骨干网、服务增强卫星网、升空平台网、运行控制网及各类应用终端等组成的空间信息网格体系框架，如图1所示。提出了一种基于分层自治域的空间信息网络模型，将整体上是高动态变化的空间信息网络划分为多个局部具有弱动态性变化的子网络，以解决整网可控性难题。
（2）卫星频谱监测系统
卫星频谱监测系统是一个用于监测通信卫星转发器工作状态和资源使用情况的系统，采用分布式协同监测、集中融合处理的体系架构，由一个频谱监测管理中心和分布各地的频谱监测设备组成，如图2所示。
工程研究中心研制的卫星频谱监测系统能够实时获取各卫星、波束、转发器、载波的频谱，自动识别包括中心频率、带宽、载噪比等在内的载波参数，进行载波的合法性检验，自动检测恶意干扰，提供各卫星、波束及转发器的资源利用情况。突破了双通道联合频谱数据获取、信号特征时频域联合分析、广域多维度频谱数据融合等关键技术，实现了海量频谱数据的实时接收、自动分析和集中呈现，解决了多星、多波束、多用户群实时监测的难题。
图2 卫星频谱监测系统
面向万物互联、电磁空间安全掌控以及频谱资源高效利用等重大应用需求，提出了一种星地融合低轨星座系统体系架构，能够支持天地一体融合接入和资源按需分配；提出了多星协同频谱感知方法，在选星、判决、组阵上分别提出基于半软双门限的协作频谱感知方法、基于联盟博弈的多星协同频谱感知方法和基于波束成形的多星组阵协同感知方法，能够提升频谱感知性能；提出基于傅里叶级数拟合和聚类识别的载波参数识别方法和单星异轨分时频差定位方法，能够支撑频谱数据属性挖掘；提出了一种基于LSTM网络的频谱态势生成方法，能够预测未来频谱占用状态；提出了一种基于频谱感知的星间同频干扰抑制方法，能够支持不同卫星间的频谱共享。
（3）低轨卫星物联网
低轨卫星物联网，如图3所示，是利用低轨卫星实现物联网信息获取、传输、处理和应用的一个网络系统，是低轨卫星通信系统与地面物联网的一种结合，具有传输距离长、通信范围广、灵活部署的优点，极大地拓展了物联网的应用领域，对于海洋监测、远距离交通和油气管道监测、大气环境及水资源监测、无人边境感知系统等应用领域是一种不可替代的技术手段。
图3 低轨卫星物联网
针对巨连接技术需求和天地融合巨址无线通信，提出天地融合大维随机接入理论与技术，利用大规模天线配置，深度挖掘空间维度无线资源，深入研究了大维随机接入机理及用户终端容量分析、信号设计理论方法、检测与估计理论方法等理论与技术，突破了大规模天线配置下海量终端空时频多域灵活分割复用、可支持终端数理论极限分析、大维信号设计、以及大状态空间信号和用户检测理论与技术，实现量级提升随机接入用户终端容量，支撑巨连接的系统业务承载。
针对万物互联发展趋势，围绕广域物联网和车联网等重大应用需求，设计低轨卫星物联网天地融合体系架构，探究其业务和信道特征，揭示其容量限，以支持物联网广域深度覆盖并适应多样化的应用场景；研究容碰撞免授权大规模非正交接入方式，设计抗多普勒频移的接入波形，以支持海量终端的低时延、无感接入；探索基于业务和信道特征提取的赋形波束设计，包括面向负载均衡的单星多波束成形传输、面向多址干扰抑制的多星协作波束赋形设计和面向功率域信号分离的辅助波束设计，以量级提升系统容量；提出便于在低轨卫星上实现的低复杂度碰撞信号接收方法，包括基于Hadamard编码与神经网络的活跃用户辨识和面向物联网短突发信号的开环信号分离，以支撑巨址连接信息的高效可靠传输。
完成和在研项目包括：
（1）国家自然科学基金“空间信息网络基础理论与关键技术”重大研究计划重点支持项目“时空不间断空间信息网络体系架构和网络模型研究”，项目批准号91338201，资助金额380.00万元，项目起止时间为2014年01月至2017年12月。
（2）南京邮电大学引进人才科研启动基金（高层次人才）, 基于频谱感知的低轨卫星物联网组网方法研究,2017年03月至2020年03月,190万。
（3）国防科技创新特区：LEO星座卫星通信系统组网与干扰分析，17-H863-01-ZT-001-001-07，2017年6月30日至2018年6月29日，合同额：50万。
（4）国家自然科学基金“空间信息网络基础理论与关键技术”重大研究计划重点支持项目“面向物联网的电磁感知低轨星座系统架构设计及关键技术研究”，项目批准号91738201,直接经费340.00万元，项目起止时间为2018年01月至2021年12月。
（5）中国电子科技集团公司电子科学研究院，天地一体化信息网络总体架构技术研究，2018年9月至2019年12月。
（6）远程大容量物联网技术，ZF预研项目，2019.05-2020.12,130万。
（7）国防科技创新特区：XX MEO卫星的合作目标XX定位技术,19-H863-01-ZT-001-005-04，2019年6月30日至2020年12月31日，合同额：300万。
（8）江苏省前沿引领技术基础研究专项：天地融合大规模随机接入理论与技术，SBK2019050020，2019年11月至2024年10月，合同额：450（其中南邮300万）。
（9）国家自然科学基金区域创新发展联合基金重点项目：低轨卫星物联网移动覆盖和巨址接入，U21A20450，2022年1月至2025年12月，合同额：258（其中南邮219.3万）。
该研究方向，申请国内发明专利43项，授权发明专利18项，获得军队科技进步二等奖2项，中国通信学会科技进步一等奖1项。