星上处理技术对提高卫星通信的传输质量和频谱利用率起着重要作用。再生式星上处理虽然优点显著，但与透明转发器相比：实现难度大，设备复杂度高，可靠性降低，应用灵活性受限，体积和功耗增大，导致系统容量受到限制。因此，再生式星上处理设备在短期内难以大规模应用于宽带卫星系统。本文提出了基于连续波时分复用(CWTDM)技术和电路交换相结合的中继方案，主要研究工作如下：1.研究了基于CWTDM技术的非再生式星上中继设备中TST交换网络的工作原理，并在此基础上给出了一种星上电路交换支持IP业务的方案。该方案通过将IP业务的路由信息转换成电路交换控制信令使星上设备不对数据解调译码即可实现路由功能，既达到了对宽带多媒体业务的支持，又简化了星上设备复杂度。2.分析了应用非再生式星上中继设备的宽带卫星系统中TCP的性能，通过仿真得到了地面站的归一化容量和平均吞吐率的关系，并在该仿真结果的基础上给出了一种基于TCP性能的卫星上行链路资源请求算法，该算法能最大限度地保证卫星链路中IP业务的吞吐率。3.完成了星上TST电路交换模块的FPGA设计，实现了卫星网络的点对点通信及单波束和多波束内的多播和广播通信。