一种基于CCSDS AOS的虚拟信道动态调度方案

的变化而变化， 从而导致等时业务数据的抖动。在某些场合，这种抖动可能难以忍受。假定各虚拟信道的输入数据率相同， 均为X(b/s)，传输一个虚拟信道的时隙为T(secs)，N 路虚拟信道有N 个优先级，则缓存大小Y(b/s) 为：Y = N ×T (sec s)× X (b / s) (1)

这种方式可以灵活的处理突发性业务，信道利用率较高，但对于那些优先权较低的同步业务，有可能 因为排队延迟过长而超过它所规定的最大延迟。因此，这种方式较适合于输入数据路数较少的情况，对于 输入数据路数较多且同步业务对时延要求很严格的情况则不宜采用全异步方式。

3)同步与异步结合的调度策略：同步/异步混合调度将采用一个两级多路复用的方式。第一级先区分 同步和异步虚拟信道，将信道划分为同步虚拟信道与异步虚拟信道两部分，即分配某些时隙用于传送同步 数据、而分配其余时隙用于传送异步数据;第二级则对同步数据按照全同步的调度策略调度，对异步数据 按照全异步的调度策略调度。如图2 所示，同步虚拟信道分别为VC1、VC2、VC3，异步虚拟信道分别为 VC4、VC5、VC6 、VC7、VC8。在本例中，同步和异步业务流的比率固定为1 比2。每3 个周期S1 与 S2 连接1 个周期，与S3 连接2 个周期，即同步业务流占总业务流的三分之一，异步业务流占三分之二。 当S1 与S2 相连时，按固定时隙从VC1、VC2 与VC3 中选择需要传输的VCDU;当S1 与S3 相连时，根 据优先级从VC4、VC5、VC6 、VC7、VC8 中选择需要传输的VCDU。

使用这种方式，合理地分配同步与异步业务流占用物理信道的比率是关键。具体的配置将根据总的数 据速率、等时数据量相对于总数据量的比率以及同步数据的实时性要求而定。

使用同步/异步混合调度策略虽然增加了系统复杂度，但它既能满足等时数据的固定时隙要求，又适应 各异步数据源数据量的调整，是适合AOS 系统采用的虚拟信道调度策略。对其中的同步数据来说，由于 数据速率是固定的，传输时隙是固定的，因而传输延时也是固定的;对异步数据来说，由于同步数据占用 的是固定时隙，相当于降低了异步数据的码速率。所以，合理的分配同步与异步业务流占用物理信道的比 率是关键，既要尽可能减少同步数据的延时，又要尽可能的增加异步数据的码速率。由于星载系统信源的 复杂多变性，上图中采用的固定分配方案无法使系统性能达到最优。下面将根据不同数据源的不同数据速 率、突发度和延迟限制提出一种动态分配方案，以同时满足同步数据的延时要求和异步数据的码速率要求。

2. 基于用户需求的动态调度方案

星上信源有实时数据和回放数据。对于实时数据，根据各个虚拟信道的数据速率为同步业务流和异步 业务流分配相应物理信道的时隙，速率高的分配较多的传送时隙。对于回放数据，根据各个用户数据单元 的剩余数据量为同步和异步业务流分配相应物理信道的时隙，剩余数据量大的分配较多的传送时隙。

2.1 实时数据的动态调度

以图2 为例，实时地统计各条虚拟信道上数据流动情况，即在给定的时间间隔内统计流过的数据包， 得出各条虚拟信道的实时速率R1,R2 ,R3 ,R4 ,R5 ,R6 ,R7 ,R8。

则同步业务流数据速率为： Rs = R1 + R2 + R3 (2)

异步业务流数据速率为： Ra = R4 + R5 + R6 + R7 + R8 (3)

同步业务流数据速率与总数据速率的比率为： Rs/ (Rs+ Ra )。

同步业务具有实时性的要求，一般可以用最大延迟时间来衡量。最大延迟时间的物理含义是：从用户 数据单元开始传送(即进入传送层)的那一刻起，到地面站接收到该用户数据单元为止的最大容许延迟时 间。延迟时间主要由三部分组成：系统处理(封装、复用、组帧等)时间，虚拟信道调度延迟时间，以及 物理信道传输时间。其中，系统处理时间和物理信道传输时间与系统性能相关，较为固定，本文主要分析 虚拟信道调度延迟时间。设同步业务平均每帧数据的虚拟信道调度延迟时间最大容许值为T ，则为满足同 步业务的实时性要求，同步业务流占用的物理信道比率至少为： δ (T +δ )。

其中δ 为物理信道发送一帧CADU(Channel Access Data Unit，信道访问数据单元)所需的时间间隔， 定义如下:δ = LCADU×8 / R

LCADU为的长度;R 为物理信道的数据速率。

同步业务流和异步业务流占用的物理信道的比率为 : C s Ca ，该比率随着各个虚拟信道的数据速率的实时 变化而动态调整，能较好的满足同步数据的实时性要求和异步数据的码速率要求。

2.2 回放数据的动态调度

仍以图2 为例，实时统计各虚拟信道对应用户的剩余数据量D1 ,D2 ,D3 ,D4 ,D 5,D 6,D 7,D8 。