随着卫星通信系统的发展,低轨(Low Earth Orbit,LEO)卫星系统具有全球覆盖性、低时延、低成本、低功耗、强抗毁性等特点,在未来天地一体移动通信网中的地位愈加重要。然而LEO卫星相对地球高速运动带来的频繁切换,使得移动切换管理成为LEO卫星网络中十分重要而又亟待解决的难题。本文第一章阐述了课题的研究背景与意义以及国内外研究现状,介绍了论文的主要研究内容和组织结构。本文第二章提出LEO卫星网络切换模型和数据传输时延模型,在经典的MIPv6协议基础上,结合LEO卫星轨道特点设计一种基于距离探测的选星机制,将MIPv6协议应用于LEO卫星系统中。同时推导了移动IP协议在LEO卫星系统中的切换时延、丢包数的计算公式,比较分析了不同选星机制对切换时延和丢包数的影响,为第三章的MIP的扩展协议的讨论解决了选星问题和网络模型。本文第三章结合第二章设计的LEO卫星网络模型,详细分析了MIPv6、FMIPv6、PMIPv6、FPMIPv6四种协议的切换流程,建立了四种协议的切换时延、丢包数、信令开销的数学模型,并通过推导和仿真分析比较了四种协议三个性能指标的差异。同时,结合LEO卫星网络特点分析导致其性能差异的成因,指出在未来卫星网络中移动管理协议性能的设计中应考虑的机制。本文第四章在基于TCRA的强占预留信道策略基础上,提出了多媒体业务的“呼叫寄存机制”、单一业务的“区域均衡机制”和两种机制联合的“多媒体业务区域均衡机制”,建立了TCRA策略、基于TCRA的强占预留信道策略和采用本章提出的机制后的基于TCRA的强占预留信道策略的仿真模型,通过对比分析三种情形下的切换失败率、新呼叫阻塞率和系统信道利用率,验证本文所提出机制的正确性和有效性。本文第五章总结了本文的工作,并对课题的下一步研究方向进行了展望。