随着卫星通信技术和Internet的迅猛发展,近些年来,人们对使用卫星通信系统传输IP数据,将卫星通信系统融入Internet表现出了极大的兴趣。为了提供高吞吐量和良好QoS保障的IP传输通道,作为宽带卫星网络核心的网关处理器已经成为了宽带卫星的研究热点之一,而网关处理器的体系结构是否能对相关协议和应用提供良好支持是成败的关键。本文首先分析了卫星星上处理技术,而且基于处理速度和QoS保障两方面的考虑,对两种可能的星上交换方案综合分析,决定了使用基于MPEG2-TS第二层交换方案,并展望了其传输IP的可能方案;对现有商业网络处理器设计方案进行介绍,通过分类不同应用的NP特性,得出骨干网核心设备NP设计趋势是采用多处理核心、硬件多线程和分布式存储体系,结合星上第二层交换特性,提出了一种宽带卫星网关处理器的结构级解决方案,通过将分片重组模块和发送队列模块独立出来,限制PE访问DRAM,以此来回避由于多处理核心多线程并行处理所带来的访存冲突瓶颈,使得PE能够专注于对数据包的分析和处理,降低PE的平均空闲时间,提高PE的利用率,从而提高系统吞吐量;最后,在网络处理器模拟器NePSim2对所提出的方案进行模拟实验,通过对比两组测试程序在不同数量PE上运行的情况,对设计方案进行性能评价,验证了所提出方案的可行性。