任庆华 杜晓海

（海装西安局 西安 710077）

1 引言

FlexRay是近几年才出现的一种新型现场总线技术。该技术以较高的通信速率、良好的实时性以及较大的灵活性而在水下航行器通信网络领域起着越来越重要的作用［1～10］。由于 FlexRay总线具有两个独立的信道，使得同一份信息能够以冗余的方式进行传输。这种冗余传输能够有效提高整个网络的通信可靠性。然而，冗余传输的方式也使得本来可以传输更多信息的信道被占用了，即信道中带宽资源的有效利用率下降了。为了解决这一对矛盾从而更好地利用FlexRay总线的优势，就需要就FlexRay网络中通信的冗余度进行深入研究。遗憾的是，目前国内外的文献中尚未见到这方面的报道。

本文利用概率分析理论，建立了FlexRay网络中通信冗余度的优化模型。通过对该模型的求解能够得到一个FlexRay网络中信息被冗余传输的最佳次数。同时，在特定条件下推导出了最佳冗余传输次数的解析表达式。最后，通过数值实验验证了解析结果的正确性，并利用优化模型对具体实例进行了通信冗余度的分析。

2 FlexRay网络通信冗余度的优化模型

2.1 基于FlexRay的双信道通信机制简介

图1为FlexRay网络中消息的总线访问方式示意图。从图1中可以看出，FlexRay总线通过通信周期（Communication Cycle）循环的方式周期地传输信息。1个FlexRay的通信周期包括有静态段（Static Segment）、动态段（Dynamic Segment）、符号窗（Symbol Window）和网络空闲时间（Network Idle Time）四个部分。静态段被分为若干长度相等的时隙（Static Slot）。每个时隙中只能有一个节点访问总线，传输一个静态帧。……