随着卫星通信的应用日益广泛,接入卫星的用户数和业务种类不断增多,这些都对卫星通信系统提出了新的挑战。高效利用稀缺的带宽资源为日益增多的用户提供满意的服务质量,已成为卫星通信中必须解决的问题。然而,由于馈电链路的时变性、带宽资源的稀缺性以及用户业务需求之间的差异性等因素,导致卫星通信的带宽分配日益艰难。针对这些问题,本文从跨层交互控制和基于效用函数的带宽分配两方面进行研究。为改善无线网络分层协议的不足,通过引入协调层以增加协议栈灵活性和利用分层结构优点。针对四种跨层交互消息,举例说明其在带宽分配场景中的应用,设计对应的消息格式,并给出跨层控制消息的工作流程。所设计的跨层控制机制的优势是:1)用户通过跨层信息的交互可知信道状态,并据此发出带宽申请,以避免在信道状况很差时的资源申请;2)当发生激光/微波链路切换事件而导致馈电链路带宽大幅变化时,用户可通过节点间跨层事件消息的交互得到通知。本文研究基于效用函数的星地链路带宽分配,使用效用函数对用户业务特性进行定量描述,将系统效用值设置为所有业务效用值之和,建立以系统效用最大化为目标的带宽分配模型。针对不同的效用函数形式,采用不同的方法对模型进行求解。当采用较简单的线性效用函数时,直接对模型进行求解,所得带宽分配方案等价于优先级方案;当采用更适于描述业务特性的类S型效用函数时,使用迭代法可给出最优的带宽分配方案,通过选择合适的步长,对带宽变化不敏感的用户业务依次进行带宽调整。这种方法复杂度较高,难以用于计算能力受限的卫星通信系统,因此我们给出了近似求解的方法,通过对效用函数求导,根据其导函数的特性选择合适的边界值,将特定类型业务的带宽首先调整到此边界值,得出一种更简单的带宽分配方案。此外,在星地链路发生激光/微波切换时,链路容量一般会大幅改变,需要为用户重新分配带宽资源。我们将所得的带宽分配方案应用于链路切换场景下的带宽重分配,以充分利用带宽资源并提供更好的服务质量。最后,实现所提带宽分配方案的仿真程序,以完成其性能评估。结果表明,简化后的带宽分配方案在复杂度明显降低的同时,可使效用值达到近似最大化。本文给出的模型及其求解方法,对其它基于效用的资源分配问题有一定的参考性,以简化资源分配方案。