基于轮询的高级在轨系统多路复用包时延分析

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1、2014年10月北京航空航天大学学报October2014第40卷第10期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsV01．40No．10基于轮询的高级在轨系统多路复用包时延分析张猛熊华钢赵洪博夏莹(北京航空航天大学电子信息工程学院，北京100191)(沈阳理工大学信息科学与工程学院，沈阳110168)摘要：目前的高级在轨系统(AOS，AdvancedOrbitingSystems)多路复用研究主要以仿真为主，很少有文献给出专门的理论分析．针对基于轮询的AOS多路复用包时延进行研究，通过采用排队论中非空竭限量服务的休

2、假排队系统建立模型，并采用循环再生法进行分析，得到了多路复用包时延计算公式，并给出包时延的下限值．仿真结果表明，在包到达率取值分别为1，2，3包／s，在各种不同的下行速率(范围240—330bit／s)之下，包时延的仿真值曲线均高于理论下限值曲线，从而论证了理论推导的正确性．研究结果可以为工程设计提供一定的参考作用．关键词：轮询；高级在轨系统；多路复用；包时延；休假排队系统中图分类号：TN927文献标识码：A文章编号：1001—5965(2014)10—1399-06Packettimedelayofpolling—basedmultiplexinginadvancedorbiti

3、ngsystemsZhangMengXiongHuagangZhaoHongbo(SchoolofElectronicsandInformationEngineering，BeijingUniversityofAcronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)XiaYing(SchoolofInformationScienceandEngineering，ShenyangLigongUniversity，Shenyang110168，China)Abstract：Mostresearchesonmultiplexinginadvanced

4、orbitingsystems(AOS)weremadebysimula-tion，andfewliteraturesgottheoreticalresults．Thepackettimedelayofpolling-basedmultiplexinginAOSwasstudied．Mathematicalmodelwasestablishedbyusingvacationqueuesystemwithnon—exhaustiveservice，anditwasanalyzedthroughcycleregenerationmethod．Acalculationformulaofm

5、ultiplexingpackettimede-laywasderived，andthelowerboundvaluewasalsoobtained．Simulationresultsshowthatwhenthepacketarrivalratesare1，2，3packetspersecondanddownlinkraterangesfrom240to330bit／s，simulationvaluesofpackettimedelayarelargerthanthetheoreticallowerboundvalues，whichprovesthecorrectnessofth

6、eoret-icalderivation．Theresultscanprovidereferenceforpracticalengineeringdesign．Keywords：polling；advancedorbitingsystems；multiplexing；packettimedelay；vacationqueuesystem随着空间科学技术的不断发展，许多空间任务要求实现在航天器与地面站、航天器与航天器间双向传输多信源、多用户并且业务要求各不相同的信息¨。2J．为此，空间数据系统咨询委员会(CCSDS，ConsultativeCommitteeforSpaceDataS

7、ystems)开发了高级在轨系统(AOS，AdvancedOrbitingSystems)协议"。51．为了在传输这些不同种类和特性的空间数据时，尽可能地提高空间数据信道的利用率，CCSDSAOS协议采用包信道复用和虚拟信道复用两级多路复用机制实现多用户动态共享同一物理信道．对于包信道复用，已经有文献给出理论研究收稿日期：2013-11—18；网络出版时间：2014-06-1009：27；DOI：10．13700／j．bh．1001—5965．2013．0661网络出