进入20世纪90年代后期，民用和军用两方面需求都推动了卫星通信系统向网络化方向发展。在民用通信领域，以全球化移动通信为特征的非静止轨道卫星通信网络(中、低轨卫星系统)已成为未来个人通信系统的重要组成部分；在军用通信领域，以空间信息资源综合利用为目的的天基综合信息网要求不同轨道上多种类型的卫星系统能够互通互连，构成有机的智能化体系。卫星网络采用星间链路方式可以弥补信关站连接方式的不足，降低卫星网络对地面系统依赖性，实现信息的快速传递。带有星间链路的卫星网络中的每颗卫星可能同时与多颗卫星链接，信息可以通过多种的路径传输，因此路由算法是带有星间链路的卫星网络关键问题。 首先，本文在比较Walkerdelta2π型网络和π型网络优缺点的基础上，提出了基于Walkerdelta2π型网络的多层卫星网络结构，它具有的分层结构不但能够弥补Walkerdelta2π型低轨星座的极地地区覆盖性能不足的问题，而且具有稳定的星间相位关系；在每一层卫星之间保持永久性的星间链路，不存在π型网络极地上空星间链路关闭和覆盖缝问题；具有较小的切换概率，能够有效的提高通信服务质量和减小重路由概率。多层卫星网络中各层卫星互相协调，构成更多的备份路由，路径选择更加灵活，抗毁性能更强。 为了依照不同的服务质量选择最优路径，和比较轨道高度不同的低轨和中轨Walkerdelta2π型单层卫星网络路由情况。提出了应用于Walkerdelta2π型单层卫星网络的几种改进型路由算法，其中混合路由算法具有较小的时延、时延抖动和切换概率，避免发生由于离散化计算造成的通信中断，综合指标优越。为了获得精确的路由性能，地在面用户统计分布模型的情况下，提出了应用于单层卫星网络的基于ATM的自适应路由算法和自适应最小阻塞路由算法。基于ATM的自适应路由算法相对于最短路径路由算法，选择的最优路径的时延可能较长，但是有利于稳定网络性能，降低整个网络阻塞概率。自适应最小阻塞路由算法能够提高通信的可靠性——减小路径阻塞概率，而且时延和时延抖动指标能够被接受。 在建立了多层卫星网络的空间拓扑结构和单层卫星网络各种路由算法的分析比较基础上，本文第四章提出了应用于多层卫星网络的基于ATM和IP的两种路由算法。针对单层卫星网络路由存在的问题，在三个简单模型的基-Ⅰ-础上得到网络不同层中的信息平均传输距离，特别是在统计分布模型下比较了多层卫星网络与低轨和中轨单层卫星网络采用基于ATM的自适应路由算法的网络平均阻塞概率；随机选择两条星间链路，比较了三个卫星网络星间链路的信道占用情况和特定路径的阻塞概率。接下来分析多层卫星网络自适应IP路由算法归一化链路负载和丢包率随各种参量的变化规律，特定路径在三种卫星网络中的综合路径权重差异。可以说多层卫星网络适宜构成服务质量需求差异较大的多种业务综合性网络和优先级不同军事卫星通信网络。多层卫星网络的整体性能优于单层网络，能够更好地满足不同服务质量需求。第五章提出了规模缩小化的Hopfield神经网络路由算法，为了获得其最优解，分析了该算法同传统Hopfield神经网络路由算法的仿真时间、迭代次数、稳定能量和路径权重针对不同源—目标节点对的变化情况，总结出卫星网络和神经网络参量的最优值、取值区间及其相互关系。又将改进的算法应用于低轨和中轨Walkerdelta2π卫星网络中，采用模拟退火算法解决了反馈型连续Hopfield神经网络并行计算中的局部收敛问题，达到了全局优化。分析表明新算法较传统算法计算更加快速、有效，并且减少的神经源数量，便于硬件实现。