郑静雅，安军社

(1. 中国科学院国家空间科学中心 复杂航天系统电子信息技术重点实验室， 北京 100190;2. 中国科学院大学， 北京 100049)

随着空间探测任务复杂度不断提升，卫星有效载荷通信网络的数据量迅猛增长、数据传输速率不断提高，现有SpaceWire[1]等星载数据网络已不能满足超高速率航天应用场景。因此欧洲航天局提出了新一代超高速星载数据链路SpaceFibre技术[2]，该技术具有高传输率、高带宽、低误码率等特点[3-5]。SpaceFibre物理链路包含多条虚拟通道(Virtual Channel，VC)，每条VC可发送不同类型数据流。当数据流过载导致多条VC同时请求链路带宽资源时，SpaceFibre网络采用服务质量(Quality of Service，QoS)机制对各虚拟通道进行仲裁，该机制由优先级优先权、预留带宽和调度三种子机制组成[6]。

SpaceFibre协议对优先级优先权子机制和预留带宽子机制进行了详细描述，但没有说明调度子机制中时隙资源分配方法。时隙资源分配控制网络带宽分配，直接影响系统时延性能。由于星载数据网络具有规模小、实时性和可靠性要求高等特点，不宜直接套用其他网络调度算法[7-8]。目前对SpaceFibre时隙资源分配问题的研究尚少，文献[9]提出一种简单二进制序列均匀调度表生成方法，仅占用较少硬件资源即可保证数据传输的确定性，但该方法在网络兼容性、算法鲁棒性和时延性能等方面还有待优化；文献[10]使用基本遗传算法生成调度表，然而该方法存在操作复杂和收敛速度慢等问题。

本文给出无调度、无冲突和冲突调度矩阵定义，建立网络QoS排队模型分析时隙资源数量、位置和周期对网络时延性能的影响。……