随着卫星通信方式的广泛应用,地面用户对卫星通信的容量和效率要求也在不断提高,导致频带资源受限的问题日益凸显,而通过对高频段多波束卫星通信技术的研究,可以有效的解决频带受限的问题。目前多波束卫星通信系统存在着星上资源(主要包括带宽和功率资源)受限的现状,所以考虑如何对星上宝贵的通信资源进行合理有效的分配,具有重要的理论价值和现实意义。而本文正是以Ka波段作为高频段的研究切入点,以多波束卫星为技术载体研究卫星通信资源的合理分配问题。首先,针对Ka波段多波束卫星的信道特性进行研究,介绍了ITU-R雨衰模型的基础理论以及对信道中降雨衰减的求解过程,并仿真分析信道的雨衰特性,为之后波束间资源分配算法研究中信道衰减的分析及计算提供了理论支撑。然后梳理了不同带宽和功率资源分配策略的分配原则、优缺点及适应场景,为资源分配算法的研究提供理论依据。其次,本文创新性的将星上通信资源的整个分配过程分为卫星-波束和波束-用户两个层面。其中针对卫星-波束层面的资源分配问题,首先分析了针对单一资源优化分配算法的性能,并考虑采用带宽和功率资源联合优化分配的方式进而提升分配算法的性能。之后根据现有带宽功率联合分配算法存在的不足,全面分析了波束间信道条件的差异性、波束下业务对系统时延的要求、波束间同频干扰的影响,并将这些条件作为改进分配的考虑因素,通过重建系统分配模型的方式,提出了一种更贴近多波束卫星通信环境的带宽功率联合分配改进算法OPBID。最后通过仿真对比分析,证明了本文提出的算法OPBID不仅增加了系统容量,还减小了系统各波束分配容量和业务需求量的总差值,同时能够满足波束下业务的时延要求,具有较好的系统性能。最后,对于波束-用户层面的资源分配问题,首先引入系统效用作为衡量分配算法性能的标准,然后以最大化效用作为优化目标建立用户间资源分配模型,之后根据效用理论中的消费者均衡条件提出效用最大化资源分配算法UMRA,最后通过仿真对比分析,证明本文提出的UMRA算法在保证系统效用最大化的基础上兼顾分配的公平性,求解速度更快,对于实际资源分配具有较好的实用性,同时具有资源分配的灵活性。