AOS自适应算法与虚拟信道复用结合的性能仿真

摘要：对CCADS AOS协议中的自适应帧生成算法进行研究，将包复用模块与虚拟信道复用模块作为一个整体进行考虑，仿真分析了分别采用高效率帧生成算法和自适应帧生成算法与虚拟信道调度算法相结合的平均包时延。仿真结果表明，采用自适应帧生成算法，并设置合理的门限值，比高效率帧生成算法与虚拟信道调度算法相结合的多路复用方法具有更小的包时延性能。

关键词：AOS协议 自适应帧生成算法 多路复用 包时延

中图分类号：TN927 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）09-0113-01

CCSDS高级在轨系统协议（Advanced Orbiting Systems， AOS），该协议主要应用于空-空、空-地数据管理系统，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[1]来提高空间数据信道的利用率。在包复用过程中，文献[2]提出了自适应帧生成算法，该算法比高效率帧生成算法具有更好的帧生成时间性能和包时延性能[3]，但在目前的AOS多路复用研究中，大多数采用的是高效率帧生成算法与虚拟信道调度算法相结合，故本文在上述研究基础上，提出了自适应帧生成算法与虚拟信道调度算法相结合的多路复用新方法。

1、自适应算法与虚拟信道调度算法的结合

我们采用载人航天器信源模型[4]，此种模型的信源种类繁多、业务需求差别大，虚拟信道的划分也比较复杂。数据包的两级多路复用流程如图1所示：对于各个虚拟信道，数据的复用流程采用包信道复用和虚拟信道复用两级多路复用机制。在这个过程中，分别采用以下两种方案进行数据传输，比较两种方案下前四条虚拟信道的平均包时延性能。

方案一：对于各虚拟信道，采用高效率帧生成算法与虚拟信道调度算法相结合的方案。

方案二：对于各虚拟信道，采用自适应帧生成算法与虚拟信道调度算法相结合的方案。在虚拟信道调度模块中，采用的调度算法为文献[5]所提出的具有广泛适应性的动态调度算法。

2、仿真结果比较

图1-图2给出了在总仿真时间T=1s内，VC1-VC4的包到达率分别为，，，个/s，包长度取值分别为，，，bits，自适应帧生成算法的门限值取为用高效率帧生成算法的帧生成时间均值，下行物理信道传输速率为3.6×107-3.74×107Mbps时，分别采用高效率帧生成算法和自适应帧生成算法与虚拟信道调度算法相结合的平均包时延的仿真比较。由图可知，采用自适应帧生成算法和虚拟信道调度算法相结合的两级复用方式可以明显地改善各虚拟信道的平均包时延。

因此，将自适应帧生成算法与虚拟信道调度算法相结合的复用方式明显优于将高效率帧生成算法和虚拟信道调度算法相结合的复用方式。

3、结语

本文对CCSDSAOS协议中的自适应帧生成算法进行研究，仿真分析了分别采用高效率帧生成算法和自适应帧生成算法与虚拟信道调度算法相结合的平均包时延。结果表明，采用自适应帧生成算法和虚拟信道调度算法相结合的方法可以明显地改善各虚拟信道的平均包时延。

参考文献

[1]CCSDS.Advanced orbiting systems， networks and data links： architecture specification[S]. CCSDS 701.0-B-2，Blue Book，November 1992.

[2]田野，潘成胜，张子敬等.AOS协议中自适应帧生成算法的研究[J].宇航学报，2011，32（5）：1171-1178.

[3]田野，潘成胜，谈振辉，高晓玲.AOS协议中帧生成算法的包时延性能分析[J].高技术通讯，2011，21（11）：1121-1128.

[4]田庄，张庆君.载人航天器AOS虚拟信道调度策略研究.航天器工程，2006，15（2）.

[5]高晓玲.基于AOS的多路复用技术研究[D].沈阳：沈阳理工大学，2011.