首先,通过分析卫星移动通信系统与卫星定位系统对星座几何结构的不同需求,得到了各星座的通信与定位服务性能.考虑到移动通信服务与定位服务的不同需要,该文采取了GEO+MEO混合星座的建设方案,提出了星座内卫星的轨道参数,如MEO卫星轨道高度、MEO卫星相邻轨道面之间相位差的选取原则、GEO卫星的位置等的分析与选定方法.提出了不同星座结构的通信与定位性能的评价原则,并在此原则下分析比较了几种混合星座候选方案的性能,并得出了适于实际建设的最佳星座方案.其次,为了减小卫星通信与定位兼容系统所占用的频率资源,提出了一种通信与定位信号频谱重叠的信号方案.通过分析两种信号的互相干扰程度,研究得到了星上功率分配方案、在定位信号干扰下的不同传输速率时的上行和下行通信容量、在通信信号干扰时的下行定位信号到达地面接收机的信噪比等结论.研究表明,虽然这种方案人为地带来了通信信号和定位信号之间的互相干扰,但是信号质量的恶化仅导致通信容量的少量减少和定位信号信噪比的略微降低,仍可以满足系统设计要求.然后,该文提出了多点波束的拓扑结构规划方案.通过对提出的三种波束规划方案下的移动用户小区驻留时间分布的分析,得出了一种特定条件下的近似的解析式表达和仿真的数值结果,并选定了一种最佳方案,该结果为后续的切换策略的仿真提供了原始的输入业务流参数.描述了用户在不同波束之间的切换过程,分析了通信业务、粗定位业务和精定位业务下的相邻波束区分的可行性.最后,提出了一种带有队列呼叫转移的话音强占优先与预留切换信道相结合的切换策略.提出了一种利用多维Markov模型对该切换策略性能解析求解的理论分析方法,并给出了各项呼叫质量参数的解析表达式.指出了理论分析方法的缺点和不足之处,并提出了一种利用Monte Carlo仿真原理的基于离散系统仿真的求解方法.数值结果证明,这种新提出的切换策略既较好地保障了对传输时延与抖动较敏感的话音业务的服务质量,也较好地保障了切换呼叫的服务质量.