【正文】 泊松分布的定義為：設(shè)隨機(jī)變量X 所有可能取的值為0，1，2，…且概率分布為： k=0，1，2... ()其中是常數(shù)，則稱服從參數(shù)為的泊松分布，記作。在模型1中對包長度的限制使得到達(dá)的包不會(huì)被分割到下一個(gè)MPDU中，也就是包串恰好能放入到MPDU的數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)。這種數(shù)據(jù)往往隨機(jī)發(fā)生，而且數(shù)量巨大，如系統(tǒng)不加以限制。針對高效率幀生成算法中可能出現(xiàn)的在較長時(shí)間內(nèi)沒有足夠多的包到達(dá)，導(dǎo)致幀生成時(shí)間過長，從而造成幀生成時(shí)延超過業(yè)務(wù)所允許的最大時(shí)延情況。 ……CCSDS包在特定的任務(wù)內(nèi)MPDU的長度是固定的，并恰好能裝入固定長度的虛擬信道數(shù)據(jù)單元(VCDU)的數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)， 所示。 3 AOS虛擬信道的研究在實(shí)際應(yīng)用中，一個(gè)虛擬信道可能對應(yīng)多個(gè)真實(shí)的物理信源。 本章小結(jié)本章詳細(xì)介紹了CCSDS AOS協(xié)議。這必須根據(jù)同步虛擬信道和異步虛擬信道的個(gè)數(shù)以及同步業(yè)務(wù)流與異步業(yè)務(wù)流總數(shù)據(jù)率之比來確定。(3)混合多路復(fù)用同步/異步混合多路復(fù)用將采用一個(gè)兩級多路復(fù)用的方式。當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上虛擬信道同時(shí)被填滿時(shí)，則需要根據(jù)一定的優(yōu)先級機(jī)制來決定各虛擬信道的傳輸。(1)全同步多路復(fù)用在這種方式中各虛擬信道在指定時(shí)隙占用物理信道，每個(gè)虛擬信道的順序是固定的且不斷重復(fù)。 虛擬信道調(diào)度 幀生成模塊 包處理虛擬信道調(diào)度算法信源 信源編碼 包封裝 信源 信源編碼 包封裝 虛擬 信道 幀生 完成 成信源 信源編碼 位流服務(wù) 封裝信源 信源編碼 VCA服務(wù) 封裝 虛擬信道幀服務(wù) 虛擬信道調(diào)度框圖虛擬信道(Virtual Channel簡稱VC)是建立在一個(gè)物理信道上的多個(gè)“虛擬”通路，使一個(gè)物理上的空間信道可以被多個(gè)不同類型且具有不同需求的高層傳輸流所共享。虛擬信道調(diào)度包括兩層復(fù)用機(jī)制。 多路復(fù)用技術(shù)與虛擬信道 由于空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)為大量動(dòng)態(tài)用戶提供服務(wù)。固定虛擬信道數(shù)據(jù)單元的長度有利于系統(tǒng)同步，有利于控制系統(tǒng)延時(shí)量及存儲(chǔ)量，有利于采用統(tǒng)一的糾錯(cuò)編碼，也便于防止大容量用戶獨(dú)占信道。每個(gè)VCDU和CVCDU的長度，在一個(gè)特定的任務(wù)當(dāng)中都是相同的。并利用同步頭進(jìn)行定界。主導(dǎo)頭E_PDU數(shù)據(jù)域包標(biāo)識(shí)符包序列控制包長度版本號類型副導(dǎo)頭標(biāo)識(shí)應(yīng)用過程標(biāo)識(shí)符順序標(biāo)識(shí)報(bào)序列標(biāo)識(shí)311112141616比特16比特16比特可變 EPDU數(shù)據(jù)單元(3)位流業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元位流業(yè)務(wù)將用戶提供的位流數(shù)據(jù)順序地填入位流數(shù)據(jù)單元(BPDU)的數(shù)據(jù)域。此業(yè)務(wù)只適用于嚴(yán)格按照CCSDS協(xié)議構(gòu)造數(shù)據(jù)單元的用戶，用此業(yè)務(wù)傳輸自己構(gòu)造VCDU/CVCDU，并與虛擬信道訪問子層產(chǎn)生的VCDU/CVCDU一起多路復(fù)用物理信道。某個(gè)物理信道上插入?yún)^(qū)存在與否由網(wǎng)管設(shè)置。一個(gè)BPDU填滿后，剩余數(shù)據(jù)流接著放入下一個(gè)BPDU，并在同一專用虛擬信道內(nèi)傳送。如果沒有足夠的有效數(shù)據(jù)，則需要進(jìn)行填充。在接收端，將ESDU從CCSDS包中取出，從而恢復(fù)出原來的定界數(shù)據(jù)單元。 二、空間鏈路子網(wǎng)業(yè)務(wù):包括包裝業(yè)務(wù)、多路復(fù)用業(yè)務(wù)、位流業(yè)務(wù)、插入業(yè)務(wù)、虛擬信道訪問業(yè)務(wù)和虛擬信道數(shù)據(jù)單元業(yè)務(wù)。該業(yè)務(wù)的特點(diǎn)是最終端點(diǎn)的數(shù)量和位置可以變化，并且這種變化是難以預(yù)測的。用Path ID來標(biāo)識(shí)LDP，不需提供完整的端地址，能簡捷、有效地經(jīng)過整個(gè)CPN傳輸數(shù)據(jù)，路徑業(yè)務(wù)的傳輸是異步且無序的[22]。端到端業(yè)務(wù)在整個(gè)CCSDS主網(wǎng)CPN內(nèi)以異步方式工作。 服務(wù)類型 AOS定義了兩類業(yè)務(wù)，端到端業(yè)務(wù)和空間鏈路子網(wǎng)業(yè)務(wù)，這兩類業(yè)務(wù)包括八種不同業(yè)務(wù)。在空間鏈路子（Space Link Subnetwork簡稱SLS)中設(shè)置虛擬信道(Virtual Channel簡稱VC)[21]，每個(gè)SLS的應(yīng)用分享一個(gè)VC，各個(gè)VC分時(shí)占用物理信道，從而可避免長數(shù)據(jù)源壟斷信道。從應(yīng)用和設(shè)計(jì)的角度看，AOS的特點(diǎn)包括：可以處理新的數(shù)字化數(shù)據(jù)類型(包括音頻和視頻信號)能夠在空地?cái)?shù)據(jù)信道中對稱地傳送數(shù)據(jù)，且用戶數(shù)據(jù)率在幾比特每秒到幾百兆比特每秒的范圍內(nèi)變化。AOS服務(wù)于空/地和空/空測控、通信以及數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，它可用于處理大容量、高速率數(shù)據(jù)，并支持許多不同需要的用戶同時(shí)訪問。通常，遙測同步和信道編碼協(xié)議與AOS空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議、遙測空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議結(jié)合使用，而遙控同步和信道編碼協(xié)議與遙控空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議結(jié)合使用。遙測空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議和AOS空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議使用固定長度的傳輸幀，以便在空間鏈路實(shí)現(xiàn)較可靠的幀同步[19]。對于其他類型的包，可以先將其封裝成空間包后，再由空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議進(jìn)行傳輸?？臻g數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議提供了在空間鏈路傳輸各種類型數(shù)據(jù)的能力，但它們的主要功能是傳輸可變長度的數(shù)據(jù)單元，如包。 CCSDS 空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議 CCSDS空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議包括遙測空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議、 所示。在實(shí)際應(yīng)用中，整個(gè)CCSDS協(xié)議可以被看作是一個(gè)混合的、匹配的工具包。CCSDS建議的形成要經(jīng)過嚴(yán)密的程序。目前國際上已有250 多個(gè)空間任務(wù)采用了CCSDS標(biāo)準(zhǔn)。主要分對高級在軌系統(tǒng)進(jìn)行介紹分析，逐步介紹了AOS的特點(diǎn)、服務(wù)類型、AOS數(shù)據(jù)單元格式以及多路復(fù)用技術(shù)等。目前，CCSDS高級在軌系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)是空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)的新一代體系標(biāo)準(zhǔn)，許多國家和組織都已經(jīng)采用這一標(biāo)準(zhǔn)。1982年，美國航宇局(NASA)、歐洲空間局(ESA)和許多國家的空間局成立了空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會(huì)。 策略的優(yōu)缺點(diǎn)2222 2 CCSDS協(xié)議及其應(yīng)用分析研究空間科學(xué)的持續(xù)發(fā)展使得許多空間業(yè)務(wù)對數(shù)據(jù)的處理和傳輸有了新的需求。第四章主要對AOS虛擬信道調(diào)度中的典型虛擬信道調(diào)度算法進(jìn)行研究。 第二章對高級在軌系統(tǒng)協(xié)議進(jìn)行分析。為減少技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，在1999年發(fā)射的“實(shí)踐”五號衛(wèi)星上成功地進(jìn)行了采用AOS標(biāo)準(zhǔn)的在軌技術(shù)飛行試驗(yàn)，取得了應(yīng)用AOS標(biāo)準(zhǔn)的寶貴經(jīng)驗(yàn)。方案預(yù)計(jì)分兩步完成，第一步首先是采用AOS的部分業(yè)務(wù)及功能。 我國為了跟蹤C(jī)CSDS的最新發(fā)展以及在現(xiàn)有條件如何應(yīng)用CCSDS體制。CPN的結(jié)構(gòu)由一個(gè)軌道段中的“星載網(wǎng)”通過CCSDS“SLS（空間鏈路子網(wǎng)）”與一個(gè)“地面網(wǎng)”或另一個(gè)軌道段中的“星載網(wǎng)”相連。1998年11月20日由美國、俄羅斯為領(lǐng)導(dǎo)的，包括歐洲、加拿大和日本等12 個(gè)國家的實(shí)驗(yàn)艙聯(lián)合組成的大型載人航天計(jì)劃（國際空間站）成功發(fā)射。虛擬信道調(diào)度策略是當(dāng)前AOS數(shù)據(jù)系統(tǒng)的核心和研究熱點(diǎn)。 現(xiàn)在，為了使得載人和無人空間站、無人空間平臺(tái)、自由飛行的空間飛行器等各種空間任務(wù)更好的滿足數(shù)據(jù)的處理和傳輸?shù)囊?，CCSDS提出了一種靈活性更強(qiáng)，更多樣化的數(shù)據(jù)通信和傳輸體制——高級在軌系統(tǒng)( Advanced Orbit Systems， AOS)[3]。AOS。本文重點(diǎn)對AOS中虛擬信道調(diào)度算法進(jìn)行研究。AOS以標(biāo)準(zhǔn)化的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與交換，能夠在空間鏈路中雙向傳輸音頻、視頻、科學(xué)實(shí)驗(yàn)等多種不同類型的數(shù)據(jù)。為了適應(yīng)空間技術(shù)的發(fā)展，滿足復(fù)雜航天器的數(shù)據(jù)處理需求，國際空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會(huì)CCSDS開發(fā)了高級在軌系統(tǒng)AOS。合理的調(diào)度算法是保證AOS能夠高效、有序的在同一物理信道上傳輸多種不同類型數(shù)據(jù)的關(guān)鍵。關(guān)鍵詞 CCSDS ；AOS；調(diào)度算法；虛擬信道 Abstract In order to adapt to the development of space technology,to meet the plex spacecraft data processing needs,CCSDS in 1986 developed advanced orbiting system. AOS in a standardized way for data processing and exchange,can in the space link in a variety of bidirectional transmission of audio,video,scientific experiment data of different present,the AOS and role in the field of aerospace technology in more of the core technology of AOS is the virtual channel scheduling scheduling algorithm is to guarantee that AOS can be efficient,orderly transfer key to many different types of data in the same physical channel. This paper focuses on the study of virtual channels in AOS scheduling algorithm,the main contents include:first,The virtual channel is studied, and the research on the channel division and package are both introduced in detail, then, we also study the classical virtual channel scheduling algorithm in the virtual channel scheduling. Finally, the virtual channel scheduling algorithm of traditional is analyzed, through carrying out the simulation model for the establishment of virtual channel scheduling, we do some simulation experiment on the classical virtual channel scheduling the static priority algorithm, time slice rotation and first e first serve three scheduling algorithms, and then we make the simulation experiment of the virtual channel scheduling algorithm, the results obtained are pared and analyzed.Keywords: CCSDS 。以提供相互信息的相互支持和傳輸?shù)母咝蔥2]。為了使不同類型的數(shù)據(jù)共享同一信道，AOS提供了不同的傳輸機(jī)制(同步、異步、等時(shí))，可以將具有不同特性和傳輸要求的源包用多個(gè)虛擬信道分開， 共用同一物理信道傳輸。比如歐洲空間技術(shù)中心、哥達(dá)德飛行中心、NASA 噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室、美國的Lockheed Martin導(dǎo)彈與航天公司等[6]。高級在軌系統(tǒng)以CPN（CCSDS主網(wǎng)）模型為搭載基礎(chǔ)，提供空間飛行器與地面網(wǎng)絡(luò)之間的雙向數(shù)據(jù)通信，從而起到空間計(jì)劃數(shù)據(jù)管理網(wǎng)的作用。一直跟蹤、關(guān)注并研究CCSDS系列標(biāo)準(zhǔn)，并進(jìn)行了許多關(guān)于將AOS體制應(yīng)用于我國航天器的研究。1996年開展預(yù)研項(xiàng)目“CCSDS體制空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)研究”等，其中包括我國未來空間站、高速衛(wèi)星采用AOS體制的設(shè)計(jì)方案。自1993年開始進(jìn)行AOS（高級在軌系統(tǒng)）的應(yīng)用研究，首先在載人飛船有效載荷數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中采用了AOS標(biāo)準(zhǔn)。然后介紹了與本設(shè)計(jì)課題相聯(lián)系的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，以及本論文的結(jié)構(gòu)安排。 第三章對ASO虛擬信道的劃分進(jìn)行了討論研究，并對虛擬信道的調(diào)度算法的問題展開研究，并給出了幾種可行方法。對其他幾種算法進(jìn)行了也仿真操作。許多空間的任務(wù)要求在航天器與地面站、航天器之間進(jìn)行雙向傳輸多信源、多用戶業(yè)務(wù)要求的信息。為了提供方便靈活的數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)，空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會(huì)在常規(guī)分包遙控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上又提出了一種更好的優(yōu)化方案，高級在軌系統(tǒng)（AOS）。本章對CCSDS AOS協(xié)議進(jìn)行介紹。這些空間通信標(biāo)準(zhǔn)被廣泛的應(yīng)用于空間通信領(lǐng)域。與國際電信聯(lián)盟(International Telemunication Union，ITU)相似[15]。各層可以根據(jù)不同用戶的不同服務(wù)要求采用不同的傳輸協(xié)議。如利用一個(gè)常規(guī)的前向TC鏈路協(xié)議傳輸命令，而利用一個(gè)反向的AOS鏈路協(xié)議傳輸語音、視頻、圖像等多媒體業(yè)務(wù)。AOS空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議可以只用于一條反向鏈路中或