近年来，随着飞机乘客的增多以及各种智能终端和移动业务的深入发展，航空通信需求量急剧增加，机上互联网的开通，使旅客在飞行过程中的通信问题得到一定缓解。在地空通信系统中，主要承载了保证前舱正常通信的空中交通服务（Air Traffic Service,ATS）业务、航空运行控制（Aeronautical Operational Control,AOC）业务，以及后舱的航空旅客通信（Aeronautical Passenger Communications,APC）业务。ATS及AOC业务与飞机运行安全有关，通信流量较小，要求网络时延小，在资源分配过程中应被优先考虑；APC业务是为了满足旅客通信需求，传输数据量较大，且切换型节点和新呼叫型节点QoS需求不同。在可用于地空通信的带宽资源极度有限的情况下，传统的主要解决前舱语音业务传输的资源分配算法，已经不能满足当前多业务传输及多QoS需求的通信系统。因此本文结合项目“地空宽带数据链路通信系统原型样机研发及测试”，针对在保证飞机安全运行的前提下如何利用有限的频谱资源满足航空旅客通信系统不同移动节点的通信需求，以及地空通信系统多业务数据流的高效稳定传输问题进行了如下研究：
　　①针对航空旅客通信系统中的资源分配问题，首先对地面基站覆盖范围内两种节点的通信需求进行分析，结合自回归滑动平均（Autoregressive moving average，ARMA）预测模型及用户流量模型设计了该场景下的资源预留算法，提出了带宽受限及传输速率约束下的资源分配算法，可以有效减少切换型节点的掉话率。同时设计了最优化资源分配模型，在满足移动节点的QoS需求时，提高系统吞吐量，带给旅客更好的通信体验。仿真结果表明，所提算法较大减少了切换掉话率，降低了GoS，同时系统吞吐量保持较高水平，可为多个用户提供通信服务。
　　②针对地空通信系统多业务的资源分配问题，本文对三种业务进行分析与建模，提出在带宽资源不足与充足两种情况下的资源分配策略。当带宽不足时，主要传输ATS和AOC两种与飞机运行安全相关的业务，提出基于效用函数的分配算法，在满足ATS业务稳定传输的条件下，最大化AOC业务总效用；在带宽充足时，提出最大化系统传输速率的优化函数，并针对以ATS为代表的运营性业务和APC非运营性业务设计了相关的QoS约束，研究排队网络在长时间尺度下的子载波及功率分配策略。仿真结果显示，所提的两种算法在其对应场景下，能够有效降低业务排队时延，提高系统吞吐量，提高业务之间资源分配的公平性，满足航空通信的需求。