【正文】 都用于前向和反向鏈路中。目前下列包CCSDS認(rèn)可的空間包、空間通信協(xié)議規(guī)范網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(SCPS NP)數(shù)據(jù)包、IP4數(shù)據(jù)包。為保證命令信息能夠無(wú)間隔、無(wú)重復(fù)、按發(fā)送順序到達(dá)接收端，需要引入重傳控制機(jī)制該機(jī)制由通信操作程序(COP1)提供。遙測(cè)同步和信道編碼建議與遙控同步和信道編碼建議提供了傳輸數(shù)據(jù)幀時(shí)的幀同步功能和信道編碼功能。它是CCSDS為滿足復(fù)雜航天器通信的信源多樣性、高可靠性、高速、大容量、網(wǎng)絡(luò)化、標(biāo)準(zhǔn)化和日益增長(zhǎng)的國(guó)際合作需求而提出的高級(jí)在軌系統(tǒng)體制和標(biāo)準(zhǔn)[20]。同時(shí)，該協(xié)議通過(guò)利用合理的合路機(jī)制、有效的糾錯(cuò)、檢錯(cuò)措施，能夠保證較高的信道利用率和高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸，從而滿足高速率、大容量、多用戶的空間飛行器等復(fù)雜航天器的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)傳輸要求。用戶分享信道，提高了空間數(shù)據(jù)信道的利用率。為不同航天器進(jìn)行統(tǒng)一分配，以便在目標(biāo)端可獲得并區(qū)分來(lái)自不同航天器的數(shù)據(jù)。這兩種業(yè)務(wù)不受空間鏈路的管理。通過(guò)由網(wǎng)絡(luò)管理預(yù)先建立的邏輯數(shù)據(jù)通道LDP(Logical Data Path)。它用來(lái)在動(dòng)態(tài)變化的信源和信宿端點(diǎn)之間間斷性地傳輸構(gòu)造好的低速率、小容量有界數(shù)據(jù)。網(wǎng)間業(yè)務(wù)很適合命令和控制信息、電子郵件、遠(yuǎn)程終端訪問(wèn)等實(shí)時(shí)交互操作。包裝業(yè)務(wù)的傳送是異步且有序的。當(dāng)一個(gè)MPDU被填滿后，如果仍有剩余，則將剩余部分放入下一個(gè)MPDU中。每一個(gè)BPDU僅裝載一個(gè)虛擬信道的數(shù)據(jù)量。通過(guò)將插入業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元(INSDU)放入特定物理信道上每個(gè)VCPDU中保留的插入?yún)^(qū)內(nèi)，從而為用戶提供一種固定、同步的可用時(shí)隙。(6)虛擬信道數(shù)據(jù)單元業(yè)務(wù)該業(yè)務(wù)是通過(guò)SLS傳送由用戶建立的長(zhǎng)度固定的、按字節(jié)排齊VCDU和CVCDU，這種傳送是有序的且可同步或異步，并按事先指定的優(yōu)先級(jí)傳送。主導(dǎo)頭副導(dǎo)頭用戶數(shù)據(jù)包標(biāo)識(shí)符包序列控制包長(zhǎng)度版本號(hào)類(lèi)型副導(dǎo)頭標(biāo)識(shí)應(yīng)用過(guò)程標(biāo)識(shí)符順序標(biāo)識(shí)報(bào)序列標(biāo)識(shí)351112141616比特16比特16比特可變可變 CP_PDU數(shù)據(jù)單元(2)包裝業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元ESDU主要來(lái)自網(wǎng)間業(yè)務(wù)，它的格式任意。為了使數(shù)據(jù)通過(guò)弱信號(hào)、強(qiáng)噪聲的空間信道時(shí)能夠簡(jiǎn)單可靠、穩(wěn)健的實(shí)現(xiàn)同步，需要使用固定長(zhǎng)度的VC_PDU(虛擬信道協(xié)議數(shù)據(jù)單元，稱(chēng)為VCDU或CVCDU)。而當(dāng)它不采用不采用RS編碼時(shí)，則稱(chēng)為VCDU。RS碼塊（最長(zhǎng)10200位）RS數(shù)據(jù)空間RS檢測(cè)變量最長(zhǎng)8920最長(zhǎng)CVCDU（VC_PDU）VCDURS變量檢測(cè)最長(zhǎng)8920最長(zhǎng)1280VCDU(VC_PDU)VCDU最長(zhǎng)10200信道存取槽最長(zhǎng)10200CADUPCA_PDU 各數(shù)據(jù)單元之間的關(guān)系對(duì)于一個(gè)給定的物理信道，其各個(gè)虛擬信道的VCDU長(zhǎng)度是固定的。對(duì)于低速率系統(tǒng)，則可以采用較短的VCDU長(zhǎng)度，以減小低速實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t。AOS采用多路復(fù)用機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)多用戶動(dòng)態(tài)分享同一信道，其具體的機(jī)制為虛擬信道調(diào)度機(jī)制。該模塊通過(guò)將來(lái)自具有相同或相似服務(wù)質(zhì)量要求、需要在同一虛擬信道中傳輸?shù)亩喾N數(shù)據(jù)包復(fù)用并分段裝入固定長(zhǎng)度的復(fù)用協(xié)議數(shù)據(jù)單元(Multiplexed Protocol Data Unit，MPDU)的包區(qū)中，再分別加入MPDU主導(dǎo)頭、幀主導(dǎo)頭、幀尾，從而生成一幀，因此也可稱(chēng)為幀生成模塊，而狹義虛擬信道復(fù)用是指多條虛擬信道共享一條物理信道。根據(jù)信道利用率和緩存需求可將虛擬信道的復(fù)用方式分為，全同步多路復(fù)用、全異步多路復(fù)用、混合多路復(fù)用方式。(2)全異步多路復(fù)用 在這種方式下只有當(dāng)各虛擬信道被有效數(shù)據(jù)填滿后才開(kāi)始傳送。對(duì)于輸入數(shù)據(jù)路數(shù)較多且同步業(yè)務(wù)對(duì)時(shí)延要求很?chē)?yán)格的情況則不宜采用全異步方式。采用這種方式，合理地分配同步與異步業(yè)務(wù)流占用物理信道的比率是關(guān)鍵。因此，掌握多路復(fù)用技術(shù)的概念、思想和標(biāo)準(zhǔn)，是實(shí)現(xiàn)AOS的基礎(chǔ)。對(duì)高級(jí)在軌系統(tǒng)進(jìn)行研究；并介紹了虛擬信道及虛擬信道調(diào)度的概念，從而為深入研究虛擬信道調(diào)度做鋪墊。所謂幀生成算法是指為高層協(xié)議產(chǎn)生的各種類(lèi)型的數(shù)據(jù)包提供一種共享虛擬信道(幀)的機(jī)制，把來(lái)自具有相同或相似服務(wù)質(zhì)量要求、需要在同一虛擬信道中傳輸?shù)亩喾N數(shù)據(jù)包復(fù)用并分段裝入固定長(zhǎng)度的復(fù)用協(xié)議數(shù)據(jù)單元(MPDU)的包中，再分別加入MPDU主導(dǎo)頭、幀主導(dǎo)頭、幀尾，從而生成一幀。 ……CCSDS包并分析了高效率幀生成算法的幀生成時(shí)間均值。正常狀態(tài)下的工程數(shù)據(jù)也可屬于此類(lèi)，稱(chēng)為分散數(shù)據(jù)，二是大容量下卸的數(shù)據(jù)。根據(jù)包到達(dá)率、包長(zhǎng)的不同選擇，可以建立以下兩種信源模型： 模型1：CCSDS包到達(dá)過(guò)程服從泊松無(wú)記憶過(guò)程，平均到達(dá)率為，包長(zhǎng)固定為，MPDU包區(qū)長(zhǎng)度為，且有，其中為整數(shù)。因此有可能出現(xiàn)包串長(zhǎng)度不能恰好放入MPDU的數(shù)據(jù)域內(nèi)的情況，此時(shí)就需要分割包并將包剩余的部分放入下一個(gè)MPDU內(nèi)。虛擬信道用于區(qū)分各類(lèi)不同數(shù)據(jù)以提供各自所需的服務(wù)等級(jí)，同時(shí)防止某一虛擬信道對(duì)物理信道的壟斷。虛擬信道的劃分如下：VC1：采用路徑業(yè)務(wù)，傳輸平臺(tái)系統(tǒng)網(wǎng)數(shù)據(jù)，重要性最高，實(shí)時(shí)性高(要求延時(shí)小)，數(shù)據(jù)比特率為10Mbps；VC2：采用路徑業(yè)務(wù)，傳輸生理遙測(cè)數(shù)據(jù)，重要性較高，數(shù)據(jù)比特率為10Mbps；VC3：采用路徑業(yè)務(wù)，傳輸延時(shí)遙測(cè)數(shù)據(jù)，重要性一般；數(shù)據(jù)比特率為35Mbps；VC4：采用網(wǎng)間業(yè)務(wù)，傳輸網(wǎng)間業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，重要性一般，數(shù)據(jù)比特率為2Mbps；VC5：采用路徑業(yè)務(wù)，傳輸高速有效載荷的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，重要性一般，數(shù)據(jù)比特率為75Mbps；VC6：采用位流業(yè)務(wù)，傳輸高速有效載荷的CCD圖像類(lèi)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)比特率為95Mbps；VC7：采用位流業(yè)務(wù)，傳輸視頻監(jiān)視的操作監(jiān)視數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)比特率為44 Mbps；VC8：采用位流業(yè)務(wù)，傳輸話音和視頻等視頻會(huì)議數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)比特率11Mbps；VC9：產(chǎn)生并傳輸填充VCDU。當(dāng)用戶數(shù)據(jù)已經(jīng)填滿一幀后，能否被調(diào)度傳輸，不僅取決于靜態(tài)優(yōu)先級(jí)，更決定于虛擬信道對(duì)當(dāng)前傳輸實(shí)時(shí)性的要求，所謂當(dāng)前傳輸實(shí)時(shí)性要求，即“動(dòng)態(tài)”，是指當(dāng)前數(shù)據(jù)傳送的進(jìn)展情況。以一幀的傳送時(shí)間為單位，傳送緊迫度基數(shù)的值設(shè)置如下：如果一個(gè)虛擬信道的緩存中沒(méi)有完整的傳送幀，則該虛擬信道的傳送緊迫度基數(shù)定義為0，否則當(dāng)一個(gè)虛擬信道有完整的傳送幀時(shí)，該虛擬信道的傳送緊迫度基數(shù)就定義為1。對(duì)于實(shí)時(shí)性要求高的虛擬信道可賦予一個(gè)較大的加權(quán)系數(shù)，反之，可賦予一個(gè)較小的加權(quán)系數(shù)?！皫木o迫度”被定義為上述兩個(gè)物理量的差值與虛擬信道靜態(tài)優(yōu)先級(jí)的乘積[23]。該算法的流程圖如下圖所示。幀的緊迫度F可定義如下： （） 從而得到： （）在調(diào)度過(guò)程中，在任一異步調(diào)度時(shí)刻，首先調(diào)度傳送幀的緊迫度的值F最小的VC。4 AOS虛擬信道調(diào)度算法的研究隨著空間技術(shù)的發(fā)展，需要傳輸數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)類(lèi)型和數(shù)據(jù)量不斷提升，使虛擬信道調(diào)度策略成為當(dāng)前AOS系統(tǒng)的核心和研究的熱點(diǎn)。 本節(jié)重點(diǎn)對(duì)經(jīng)典虛擬信道調(diào)度算法中的靜態(tài)優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法進(jìn)行研究。虛擬信道模型采用三條虛擬信道VCVCVC3，其靜態(tài)優(yōu)先級(jí)分別為，3(數(shù)字越小，優(yōu)先級(jí)越高)。故有： () 其中，指一個(gè)MPDU中所包含的包數(shù)，指單位調(diào)度時(shí)間，即傳送一幀所用的時(shí)間，表示在時(shí)間內(nèi)到達(dá)的新包數(shù)。類(lèi)似的，在第個(gè)調(diào)度時(shí)刻，當(dāng)上個(gè)調(diào)度時(shí)刻剩余的包數(shù)和時(shí)間內(nèi)到達(dá)的新包數(shù)總和大于等于時(shí)，至少可形成一個(gè)完整幀，此時(shí)VC2即可占用物理信道，發(fā)送數(shù)據(jù)幀。，當(dāng)下行速率，到達(dá)率分別是，包長(zhǎng)度為。 時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法所謂輪詢(xún)調(diào)度算法是指，對(duì)系統(tǒng)中參與調(diào)度的虛擬信道按照嚴(yán)格的順序，依次輪流選擇每個(gè)虛擬信道來(lái)占用物理信道并發(fā)送數(shù)據(jù)幀，即為系統(tǒng)中每個(gè)虛擬信道分配一個(gè)固定的時(shí)間片，在各自的時(shí)間片內(nèi)該虛擬信道占用物理信道并發(fā)送數(shù)據(jù)幀。結(jié) 論 國(guó)際空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢(xún)委員會(huì)CCSDS成立以來(lái)先后制定了適用于低、中數(shù)據(jù)率航天器的常規(guī)在軌系統(tǒng)(COS)和適用于中、高數(shù)據(jù)率航天器的高級(jí)在軌系統(tǒng)(AOS)系列標(biāo)準(zhǔn)，以標(biāo)準(zhǔn)化的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換與處理，以更為經(jīng)濟(jì)有效的方式滿足不同航天器和不同類(lèi)型用戶的業(yè)務(wù)需要。對(duì)虛擬信道調(diào)度中經(jīng)典調(diào)度算法進(jìn)行了研究，做出了一些仿真實(shí)驗(yàn)，并對(duì)靜態(tài)優(yōu)先級(jí)虛擬信道調(diào)度算法進(jìn)行了深入研究。參考文獻(xiàn)[1] Consultative Committee for Space Data EndtoEnd Data Yellow 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