题目：基于CCSDS/AOS的空间站通信业务调度建模与优化

   随着我国神舟系列载人航天、天宫一号目标飞行器和天宫实验室的快速发展和应用，空地通信业务发生转变，主要体现在通信业务种类的增多，通信业务量激增，业务服务质量要求加强。空间咨询委员会（Consultative Committee for Space Data Systems, CCSDS）是目前各大宇航局广泛使用的空间通信标准。其中，高级在轨系统（Advanced Orbiting Systems , AOS）作为CCSDS协议栈中数据链路层协议，提供了同步、异步、等时三种传输方式，传输中的码速率数量级显著提高。最引人注目的是AOS协议为同时传输不同种类的通信业务提供了一种解决方案，即虚拟信道技术（Virtual Channel Facility）。虚拟信道技术是指将一个物理信道划分为多个独立的虚拟信道，这里涉及一个虚拟信道调度问题，而CCSDS并未给出调度算法的相关建议，这是本课题提出的依据。目前针对空间通信业务虚拟信道调度研究存在以下不足之处：
（1）    现有虚拟信道调度模型缺少整体模型研究，模型中只考虑了少量目标或者少量业务；
（2）    现有调度机制中静态调度不适于处理数据量突变的情况，静态调度和动态调度都没有考虑每种业务服务质量达到最优的情况      
   基于上面的不足，本课题围绕虚拟信道调度建模与优化具体研究了：
（1）    对目前所使用的空间通信协议、空间通信业务以及虚拟信道技术进行的深入调研；
（2）    然后根据不同的通信场景，分别构建服务质量综合最优的虚拟信道调度模型，其服务质量考虑延时、延时抖动、吞吐量和丢包率四项指标，并对模型进行了复杂性分析；
（3）    设计四种智能优化算法对模型分别求解，给出多次实验模型解算数据并分析其求解效果；
（4）    建立虚拟信道调度应用系统，对不同的通信模式采用遗传算法求解进行对比，同时针对最适合使用优化算法求解的模型进一步对比其他改进算法。
   根据以上的四方面的研究，本文构建了空间通信业务服务质量指标体系。在该体系的指导下，建立六种不同通信模式下的综合服务质量最优虚拟信道调度模型。通过对其复杂性的分析，选用遗传算法、基于自适应的遗传算法、基于小生境的遗传算法以及非支配排序遗传算法2对模型分别求解。在多次对比实验分析中，前面构建的六类模型中，通信模式四下行业务虚拟调度模型最适合使用智能优化算法求解，而非支配排序遗传算法2最适合求解本模型。此外，本文还给出虚拟信道调度应用系统的设计方案、步骤以及实现效果。