近年来，随着网络技术的发展和多媒体业务的不断开发和拓展，宽带多媒体卫星通信技术已经成为通信技术发展的一个重要的方向。网络的全IP化已经成为了当今网络发展的一个趋势，而卫星网络是通信网络不可分割的一部分。开发和建立基于IP交换的星上路由是下一代宽带卫星通信系统的必然要求。因此，本文立足于采用了星上IP交换的宽带多媒体卫星通信系统，在分析国内外研究成果的基础上，从宽带多媒体卫星星上IP交换技术所面临的问题出发，有针对性的研究了以下几个问题：第一，对宽带卫星星上IP交换结构进行研究。星上交换结构是宽带卫星星上IP交换机的核心。为了提高目前星上IP交换机的性能，必须选用合适的星上交换结构，解决其面临的存储器带宽瓶颈、吞吐率保证、QoS保证及可扩展性等问题，因此，对交换结构的研究已经成为星上IP交换研究的主要方向。由于卫星重量体积的限制，同时考虑到星地传播路径长，网络拓扑变化大等特点，作为星上有效载荷的一部分，对星上IP交换结构的设计提出了要求。相比于多级交换网络，单级交换结构实现复杂度低，而在现有的CMOS工艺下，Crossbar结构能够实现1T/s的交换速率，这完全能够满足星上IP路由器对交换速率的要求。通过仿真分析比较，本文提出了基于交叉节点带缓存的Crossbar结构(CICQ)的宽带卫星IP交换结构。第二，对宽带卫星星上IP交换调度算法进行研究。星上IP交换结构和调度算法是影响星上IP交换性能的两个主要因素。对调度算法的研究一直是星上IP交换系统研究的重点。宽带多媒体卫星通信系统的发展趋势使用户量越来越大，对星上IP系统的调度算法提出了越来越高的要求。在星上IP交换系统的调度算法的选择上，需要综合考虑宽带卫星通信系统的特点，比如业务流的不确定性和突发性，并且在处理热点业务和突发业务的考虑时延和公平性的要求。本文综合考虑分析了现存调度算法的特点，提出了公平分组SRR算法，该算法复杂度为O (1)，通过仿真分析表明，该算法具有良好的时延特性和吞吐量特性，可以提供公平服务。