随着移动用户数量激增,网络通信业务数据量成爆炸式的增长,如今的地面通信网已无法满足人们对于全球网络化、信息化日益增长的需求。而卫星移动通信具有对地覆盖率高、广播性能好、信道条件稳定、网络配置灵活等的特点,不但可以实现全球范围内大数据量的信息传输,同时可以为地面通信网络无法覆盖到的高山、海洋等边远地区提供服务。因此,建立全球卫星通信系统作为地面通信网络的扩充对实现全球互联互通、提高通信网络吞吐量有着重大的意义。卫星星座设计是全球卫星通信系统建设中基本且重要的环节。由于单颗卫星无法实现对全球范围的实时覆盖,因此需要采用多颗卫星组成卫星星座网络,扩大卫星通信系统的覆盖范围;同时实现全球范围内的互联与互通。然而,卫星星座的设计并非仅是功能相似的卫星的简单组合,其需要考虑到如何提高星座的覆盖率、卫星的接入方式及通信的时延和吞吐量等多方面性能;同时,卫星星座的建设成本也是设计初期所需考虑的因素。绝大多数情况下,卫星星座设计需考虑多个目标之间的权衡,其性能之间以及性能与成本之间无法同时达到最优,属于典型的多目标优化问题。本文提出了一种采用遗传算法进行全球卫星通信系统中星座设计的方法。该方法综合考虑全球卫星通信系统的通信性能与建设成本,将星座设计的优化目标分为性能目标与成本目标。其中,性能目标包括星座覆盖率、星间时延性能以及星地接入性能;而成本目标包括卫星制造成本以及发射成本。之后根据星座设计模型,设计合理的染色体编码方式、适应度函数以及选择、交叉、变异等遗传操作,采用遗传算法尽可能提高星座的通信性能同时降低其建设成本。最后,本文基于不同场景需求提出了不同设计方案,并采用上述方法设计出每种方案下的卫星星座最优解,通过对比各个卫星星座的通信性能证实本文所提出的全球卫星通信系统星座设计方法的有效性与准确性。