在卫星移动通信中，通信系统收发两端的通信质量受到空间信道时变特性的影响。为了能够可靠、高效地提供通信服务，在通信系统设计中研究其信道传输特性具有十分重要的意义。本文在对国内外陆地卫星移动信道测量和卫星移动通信信道模型分析研究的基础之上，从大尺度衰落、小尺度衰落和多普勒效应三个方面分别以定性和定量的角度对卫星移动通信信道特性进行论述。通过对卫星信道特性的分析，本文将信道分为空间传播过程和地面移动传播过程两部分，并由此建立通用可配置信道模型。该模型能够实现多种环境下的信道特性模拟，其不仅可以实现链路时延、链路衰减、多普勒效应、衰落特性等基本信道特征，还可以通过参数配置实现宽带与窄带信道环境的切换、对称功率谱和非对称功率谱信道环境的切换等诸多功能。在通用可配置信道模型的基础上本文设计了卫星信道模拟器，并给出其关键算法的数学推导和理论仿真。其中，针对真实陆地卫星通信环境下的多普勒频移模拟，本文提出一种基于偏心率的低轨卫星多普勒频移几何估计算法，该算法在保证估计精度的前提下简化了模型复杂度，提高了计算效率，降低了资源消耗。同时，在衰落特性算法中，本文提出了一种基于双端截断非对称功率谱的衰落特性算法。该算法可以实现对非对称功率谱环境下的信道特性仿真，大大增加了信道模拟器的适用范围，为通信系统设计及测试提供了更加广阔的平台。文章最后是卫星信道模拟器硬件实现方案，其总体方案基于射频接口，但信道特性算法主要集中在FPGA上实现，故本文着重阐述了信道模型中各子模块的片上算法，并从实测和统计分析等多角度对系统测试结果进行论证。通过结果比对和系统分析，其结果验证了所设计的信道模拟器所仿真卫星信道的准确性。