随着通信技术的飞速发展,各种人类活动已不限于地球表面,对于太空的不断探索,人类的通信活动也涉足其中,包括各类卫星网络以及和卫星紧密联系的应用系统,都和“天地一体化”息息相关。而其中天基网络是由航空器、空间飞行器以及位于不同轨道上的卫星组成的层次化立体化的网络。天基系统功率受限、通信时间短、业务数据量大、对数据完整性要求高等特点要求网络的接入性能必须高可靠、有保障,采用何种方式来有效使用有限的通信资源来保证各卫星终端的通信需求,是数据链路层接入算法重点关注的问题。因此,需要针对其特性设计合理的接入方案提高传输性能,实现满足天基用户需求的高速率高质量通信。论文首先剖析了课题的研究背景和在天基网络中研究接入技术的意义,联合国内外研究现状探讨了天地一体化网络、天基网络架构以及接入技术的发展状况及未来研究方向。然后对天基网络接入技术进行了分析,包括接入场景、业务类型、接入优先级以及常用接入协议;在分析主流天基架构基础上,针对天基网络不同于单纯卫星系统的差异以及天基网络环境的复杂性和特殊性,基于我国未来天基网络建设需求,设计了面向“骨干/接入”模型的GEO/LEO双层卫星网络体系架构,为后续各章节具体接入方案作背景铺垫,为研究的接入技术提供应用平台。其次,以节约能耗为出发点,提出了基于业务优先级的自适应能耗接入方案,该方案针对传统星群低功耗自适应分簇(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy,LEACH)算法实施改进,提出N-LEACH算法,同时,进一步对N-LEACH算法实施优化,由于LEO数量较少,故取消LEO簇首的设置,同时考虑天基网络中的业务优先级,根据服务业务类型和传输链路长度允许或拒绝建立传输链路来有效降低网络能耗。再者,为了支持更远距离的星间通信,设计了基于业务优先级的时频二维混合接入协议,提出了多频时分多址二维接入方案(Muti-Frequency Time Division Multiple Access,MF-TDMA),其采取频分和时分相联合的方式,并进一步优化退避算法以支持不同优先级的业务,以及改进MF-TDMA时域纬度的CSMA协议,联合CSMA、TDMA的优势设计了载波侦听/时分多址(Carrier Sense Multiple Access/Time Division Multiple Access,CSMA/TDMA)混合接入协议。仿真结果表明,所提方案与传统接入协议相比,可以满足信道资源的动态规划和对带宽资源的高效使用,能够进一步提升吞吐率,降低时延,同时降低冲突概率。总而言之,本文提出的两种接入方案针对提出的GEO/LEO天基网络架构,能够有效提高系统的传输性能。