尽管已有5G商用万物互联的时代正在到来,人类对于构建空天地一体化,实现真正的全球覆盖没有停下脚步。搭建以民航飞机为平台的空基通信网络可以极大得提高地理层面的网络覆盖率,给广大偏远地区、无人区甚至救援灾区带来通信的便利。本文以民航空基为平台,探究空基协同通信网络的系统容量以及联合资源分配算法。首先,本文研究了空基通信网络信道建模,利用射线追踪的方法对城市环境辐射建模,并得出不同城市环境中直射路径存在的可能性比较,根据直射路径存在的可能性建立基于仰角的路径损耗模型,对已有的数据建立三状态马尔科夫链模型并验证。针对空地衰落信道建立宽带MIMO模型,当信道没有直射路径存在时,系统容量可以得到明显的提升。其次,本文研究了基于Q学习的接入控制算法。在学习LTE基本架构的基础上,对呼叫接入控制流程加以改进,用联合资源分配模块对空中基站和地面基站的网络状态进行访问,利用基站的网络状态和用户请求资源的信息进行查表选择接入。Q学习算法分为两个阶段,在线下阶段,通过模拟用户发出资源请求,在网络的所有状态上进行强化学习;在线上阶段,当用户发出资源请求时,对网络状态查表以选择用户接入的基站。仿真证明基于Q学习的接入控制算法可以良好的改进系统的阻塞率,提升系统速率。最后,本文研究了空地协同资源分配算法。将系统整体优化问题分解为两个子问题,减小复杂度寻求次优解。针对不同用户的传输速率不同的问题,提出了基于KM算法的保证公平的子载波分配算法,与经典Amplitude-Craving Greedy算法相比,在提高系统速率的同时保证公平性;并对空地协同通信的速率进行分析。