AOS中基于泊松流的帧生成与虚拟信道调度算法研究

发布时间：2017-07-06 16:27

  本文关键词：AOS中基于泊松流的帧生成与虚拟信道调度算法研究

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【摘要】：为了满足日益复杂的空间任务和空间系统的需求,空间数据系统咨询委员会制定了AOS标准。在AOS标准中,采用两级多路复用机制,即包信道复用机制和虚拟信道复用机制,以实现多用户、大容量、高速率的数据动态地共享同一空间物理信道,以降低传输时延,并提高信道利用率。本文主要研究内容如下:首先,建立了有限缓存下的等时帧生成模型,并推导出了该模型下缓存溢出概率和包复用效率均值的理论计算方法,再进行仿真实验,验证了理论推导的正确性,最后总结了该模型和理论计算公式的使用方法。研究结果可以为工程设计提供理论依据和参考。在卫星通信系统设计中,可以通过应用该研究结果设置合适的缓存容量,以获得所期望的系统性能。其次,提出了一种时隙优化的AOS虚拟信道调度算法,并分析了该算法在有限缓存下的性能。首先根据同步/异步帧到达率比和同步虚拟信道中数据帧的最大允许时延,给出了一种优化的时隙分配方法;在同步时隙采用周期轮询调度策略对同步虚拟信道进行调度;而在异步时隙采用基于虚拟信道传输紧迫度的动态调度策略对异步虚拟信道进行调度。研究结果表明,新算法的时延性能、信道利用率等性能均优于目前比较先进的具有广泛适用性的边界可移动调度算法。然后对有限缓存下,该虚拟信道调度算法的性能进行了分析,给出了各VC在相应的缓存下,其丢帧时隙频率上限值的计算方法,并进行了仿真验证,在此基础上,提出了异步VC缓存的设计方案。在卫星通信系统设计中,可以应用上述研究结果进行调度算法设计,以获得所期望的系统性能。
【关键词】：AOS标准 帧生成 时隙优化 虚拟信道调度算法 缓存
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN919.3
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-12
• 第1章 绪论12-18
• 1.1 课题研究背景及意义12-14
• 1.1.1 课题研究背景12-13
• 1.1.2 课题研究意义13-14
• 1.2 国内外研究现状14-16
• 1.3 本论文内容及结构安排16-18
• 第2章 CCSDS AOS协议概述18-27
• 2.1 CCSDS主网18-21
• 2.1.1 空间链路子网（SLS）18
• 2.1.2 AOS业务类型18-21
• 2.2 AOS中传输的数据流特点及格式21-24
• 2.2.1 AOS数据流特性21-22
• 2.2.2 数据单元格式22-24
• 2.3 AOS多路复用机制24-26
• 2.3.1 包信道复用机制-帧生成技术24-25
• 2.3.2 虚拟信道复用机制25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章 有限缓存下的等时帧生成算法27-47
• 3.1 有限缓存下的等时帧生成模型28-30
• 3.2 有限缓存下的等时帧生成算法性能分析30-35
• 3.2.1 第一个数据帧生成过程理论分析30-32
• 3.2.2 第二个数据帧生成过程理论分析32-34
• 3.2.3 第j个数据帧帧生成过程理论分析34-35
• 3.3 仿真结果与分析35-46
• 3.3.1 缓存溢出概率 ξ 的仿真分析35-38
• 3.3.2 包复用效率均值E[η] 的分析38-40
• 3.3.3 不同缓存值下的 ξ 与E[η] 的仿真分析40-43
• 3.3.4 有限缓存下的缓存溢出概率与包复用效率均值仿真分析43-46
• 3.4 本章小结46-47
• 第4章 基于时隙优化的虚拟信道调度算法47-87
• 4.1 传统动态优先级调度算法48-50
• 4.1.1 传统动态优先级调度算法描述48-49
• 4.1.2 TDPSA算法存在的不足49-50
• 4.2 时隙优化的VC调度算法50-70
• 4.2.1 时隙优化的VC调度算法结构50-52
• 4.2.2 优化的时隙分配方法52-56
• 4.2.3 时隙优化的VC调度算法仿真结果与分析56-70
• 4.3 有限缓存下异步VC丢帧时隙频率的分析70-85
• 4.3.1 有限缓存下VC丢帧时隙频率的理论分析70-72
• 4.3.2 有限缓存下VC丢帧率的仿真分析72-85
• 4.4 本章小结85-87
• 结论87-89
• 参考文献89-93
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果93-95
• 致谢95-96

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本文编号：526983