随着对卫星通信信道容量需求的增加以及C、 Ku频段业务的日益拥挤,越来越需要工作于更高频段、具有较大带宽和较高频谱效率的卫星通信系统,传统的C、Ku频段卫星通信系统已不能满足发展中的各种宽带卫星通信业务的需求,Ka频段卫星通信因其具有可提供的带宽大(3.5GHz)、通信容量大、波束窄、终端尺寸小,轨道平面内可容纳的卫星多和抗干扰能力强等优势成为未来卫星通信的必然趋势。Ka频段卫星通信面临的一个巨大挑战在于它受气象因素的影响大,这一度使研究人员认为Ka频段卫星通信是不可能实现的。降雨、闪烁、大气吸收等因素都会导致Ka频段地空链路信道质量的恶化。本文详尽讨论了Ka频段卫星通信信道的电波传播特性,重点分析了降雨对卫星通信性能的影响。针对Ka频段卫星通信信道的特性,在此基础上建立了Ka频段卫星通信信道及系统的仿真模型,并进行了功能评估。本文在进行功能评估时主要采用了两种方法,即分析法与仿真法。Ka频段卫星通信的一个重要局限性在于受降雨衰减影响相当大,为了保证卫星链路的一定可用度,必须采用动态的抗雨衰对策。自适应TDMA是一种非常有效的Ka频段卫星通信抗雨衰对策,本文研究了自适应TDMA的解决方案,包括地球站结构、帧结构安排,系统体系结构和链路质量信息的传输等。同时本文提出一种雨衰卫星链路质量的优化估计算法,利用维特比译码器提供纠错个数的功能可以估计BER,结合一个有效的雨衰预测模型,本算法预测出最优估计时间,以此估计出雨衰信道的Eb/No值和雨衰值。