通信技术发展迅猛,卫星通信技术的应用范围愈发广泛。由多颗卫星构成的通信系统(简称多星通信系统)具有较强的覆盖能力,已成为卫星通信技术中重要的研究方向。通信技术需要通信协议来支撑,因此,研究多星通信协议、开发新的多星通信协议是推进通信技术发展的重要工作。本文的研究针对一套由六颗卫星围绕地球形成环形网络的多星通信系统,系统中相邻两颗卫星之间的服务区域有部分交叠。该系统能为其覆盖地区的用户提供话音服务,相邻两颗卫星之间通过星间链路传递信令消息和话音,地面网管与卫星之间通过无线链路传递信令消息,地面终端与卫星之间通过无线链路传递信令消息和话音。本文的研究目标是设计出适用于该多星通信系统的通信协议原型,并根据协议原型的内容在模拟环境中对该协议原型进行实现与验证。本文在分析该通信系统功能的基础上,将系统的网络节点分为卫星节点、用户终端节点(简称终端节点)和网管节点,并重点对其卫星节点的功能需求进行了分析。本文将卫星节点的协议定义为应用层协议,并将其划分为星载网管模块和呼叫管理模块,使用MSC(Message Sequence Chart,消息序列图)对这两个模块的通信行为进行了设计,其中使用 SDL(Specification and Description Language,规范与描述语言)对呼叫管理模块进行了更为详细的设计,对协议消息集和协议消息格式进行了定义。基于已有设计,使用计算机通信模拟卫星通信的方法,在Linux环境下实现了该协议原型。本文在Linux模拟环境中对上述协议原型进行了测试,测试结果表明,该协议原型能在模拟环境中满足用户通话的各项基本需求。本文的研究成果可以为相关的协议完善和后续研究提供有价值的参考。