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LEO卫星系统在提供全球覆盖,高实时性的移动通信领域有十分突出的优势。与GEO系统相比,LEO需要更小的发射功率,且具有更小的信号传输时延,然而由于LEO卫星相对地面用户具有很高的移动速度,用户停留在每个波束小区内的时间很短,在一次通话期间会频繁发生从一个小区移动到另一个小区的情况,进而频繁的产生波束切换和星间切换,这将导致信号时延和信令开销的增加,以及传输数据的丢失,LEO卫星通信系统的波束和星间切换已成为影响系统性能的关键因素,如何有效利用卫星资源和带宽,选取合理平衡高效的切换策略,对提升系统性能具有重要的意义。另一方面,LEO卫星快速移动也将导致卫星网络拓扑的高动态变化,星间链路会发生频繁切换,给星间路由算法带来很高的挑战,如何提高路由效率,减少重路由时延,实现流量均衡等已成为急需解决的重要问题。本文针对LEO卫星通信系统中的波束间切换,星间切换和星间路由策略三个重要问题展开了研究。1、提出了一种考虑不同用户优先级的新动态信道预留方案(MPDCR),基于LEO卫星运动的确定性和可预测性,在不需要知道用户的确切位置,而是基于实时运动情况,从全局服务质量考虑,动态计算分配给每个波束不同优先级用户和不同业务类型的信道数。2、提出基于遗传算法的综合加权星间切换策略,以及多业务情况下LEO卫星网络接入流程,有效改善系统的呼叫中断概率。3、提出了一种Pareto多目标遗传的LEO卫星网络路由算法,考虑地面人口密度不同流量分布不均,以及时延路径选择的高纬度集中效应,实现全局流量均衡控制;考虑LEO卫星网络星间和链路频繁切换问题,减小重路由;同时首次考虑了卫星在地球阴影区域电池放电深度带来的卫星寿命问题;提出了以路径时延?,路径持续时长T,最大路径带宽~?,以及放电指数~η五个目标形成的遗传算法目标函数,通过Pareto多目标遗传算法(PMGA)进行路径集合选择,最终依据不同业务对路由需求不同,得到各个路由在不同服务下的路由代价作为路径选择依据,实现多服务Qos路由。