随着通信技术的不断发展和新业务的拓展,传统的地面蜂窝移动通信和光纤通信等在一定程度上无法满足人们对于通信全球无盲点覆盖的需求,卫星通信系统作为一种重要的通讯手段进入了人们的视野。建立卫星通信系统,构建天地一体的国家信息基础网络设施,对传统互联网、新兴物联网以及军用互联网将产生着显著的效益。随机接入技术作为用户接入卫星网络的关键技术,其性能往往关系到整个卫星系统网络稳定性及用户体验等性能。卫星通信系统中,卫星作为转发节点距离地面较远,与地面通信传输时延较长,为了满足卫星通信在系统容量和时延等方面的业务需求,随机接入过程作为用户接入卫星系统的必要流程,其研究无疑是整个系统研究的重点之。本文基于代号为“FX”的卫星通信系统,在对卫星通信系统随机接入过程进行深入研究分析的基础上,设计了符合本卫星系统随机接入流程,同时重点研究了前导码管理机制和退避算法两方面的内容。具体地,论文的主要贡献在于:首先介绍了常用的随机接入协议,在此基础上设计了 “FX”卫星系统的随机接入基本流程,同时根据系统协议架构,设计了随机接入过程中关键通信节点的信令过程;在对随机接入前导码的管理机制中,论文提出了几种不同的管理方案进行讨论,并通过理论分析和仿真综合比较验证了管理方案在用户接入成功率上的性能;在卫星系统的退避算法研究中,论文对几种常用的退避算法进行了分析,并通过仿真在时延和吞吐率方面进行了分析,在讨论退避算法性能的基础上确定二进制指数退避作为卫星系统中的退避算法,并对此算法进行模型建立与代码实现。通过卫星通信系统随机接入流程、前导码的管理和退避算法的设计,能够有效地解决用户接入碰撞率和用户时延等方面的要求,提高系统性能。