[發明專利]一種天基數據鏈星載消息調度方法及裝置

有效

• 申請號: 201811118924.6
• 申請日: 2018-09-25
• 公開（公告）號: CN109150755B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 惠蕾放;孫漢汶;田洲;李陽;陳鵬
• 申請（專利權）人: 西安空間無線電技術研究所
• 主分類號: H04L47/6275
• 分類號: H04L47/6275;H04L47/6295;H04L47/56;H04L47/62
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

本發明提供一種天基數據鏈星載消息調度方法及裝置，屬于天基數據鏈領域，所述方法包括：接收天基數據鏈星載消息，并根據所述消息的應用優先級將所述消息排入不同的隊列；根據接收到的各所述消息的服務類型確定消息對應的提取順序和待分配資源；按照確定的提取順序，提取各所述隊列中同一所述服務類型的消息；根據確定的待分配資源，調度提取的消息。本發明實現對各隊列中的各種類別消息的兼顧處理，既提高了信道的利用率，又提高了隊列間的公平性，提高了網絡的整體服務能力。

技術領域

本發明的一種天基數據鏈星載消息調度方法及裝置，屬于天基數據鏈技術領域。

背景技術

相關的針對數據鏈的消息調度方法通常包括以下幾種：

(1)地面傳統數據鏈的消息調度方法：在地面傳統數據鏈中，端機間是對等的組成結構，各端機在規劃時分配的獨占時隙上發送消息，其形式為廣播，其余端機均可以收到該端機發送的消息。在這種方式中，端機間沒有自主的消息調度，消息的發送時機及發送周期是通過預先的任務規劃完成的。對于單個端機，消息是按照先進先出的方式發送的，即FIFO；

(2)戰術數據鏈動態輪詢調度算法：戰術數據鏈動態輪詢調度算法在不增加網絡開銷的情況下，通過動態預測所有從屬站的報文隊列長度，每次僅對具有最長報文隊列長度的從屬站進行輪詢，減少對沒有數據發送從屬站的輪詢次數，進而提高信道利用率。此外，算法還充分考慮到所有從屬站報文的實時性，在每個從屬站中對到達的報文按照優先級進行排序，同時，在給從屬站分配傳輸時隙時，充分考慮其他站點的時延要求，保證所有從屬站的消息時延都在要求范圍內；這種方法和傳統數據鏈預先設定輪詢次序固定不變的方式相比，具有了很好的靈活性，信道利用率得到了提高，傳輸時延也得到了保障；

(3)優先級隊列PQ調度算法：PQ(Priority Queue)是FIFO的一個簡單的變種，可以為不同優先級的服務提供一種相對簡單的調度方法，其特點是根據隊列的優先級來決定轉發的優先順序。其工作原理為：在隊列調度時，PQ按照優先級高低調度轉發各隊列中的數據包，當高優先級隊列為空時，才轉發低優先級隊列中的數據包，這樣依次進行各隊列中數據包的調度轉發；

(4)輪詢調度RR算法：輪詢(Round Robin)是在隊列間依次調度的方法，這種方法按照一定的調度規則順序對隊列進行輪詢調度，空隊列則被跳過，調度器總是順序地移動到下一個有待轉發數據包的隊列，一次調度只轉發一個數據包，在某種程度上保證了不同隊列間“平等”地使用網絡帶寬資源，避免了“餓死”情況的發生；

(5)WRR調度算法：WRR(Weighed Round Robin)調度算法是RR算法的擴展，其基本思想是給每一個子隊列分配一個權值，同時也為每個隊列維護一個計數器，每次輪詢調度時，將按照事先規定的調度順序對各個隊列進行輪詢調度，同時允許計數器為非零的隊列發送一個數據包，直到該隊列的計數器為零時調度下一個隊列。

上述第(1)種方法調度不靈活、信道利用率低；第(2)種方法中數據鏈控制站基于預測來控制所有從屬站數據發送時機；第(3)種方法中如果系統中長期存在高優先級的數據包，則低優先級的數據包會由于長時間得到不服務而“餓死”，嚴重影響了隊列間的公平性，大大降低了網絡的整體服務性能；第(4)種方法中，由于數據包的長度不固定，隊列中長數據包可能比短數據包得到更多的帶寬資源和服務，隊列間的“公平性”在一定程度上受到了限制，進而，時延、時延抖動等性能也得不到保證，該方法無法兼顧各類消息；第(5)種方法缺少對消息各類特性的兼顧。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本發明提供了一種天基數據鏈星載消息調度方法及裝置，以兼顧處理各隊列中的不同類別的數據，提高了隊列間的公平性。

為實現上述發明目的，本發明提供如下技術方案：

一種天基數據鏈星載消息調度方法，包括：

接收天基數據鏈星載消息，并根據所述消息的應用優先級將所述消息排入不同的隊列；