机载网络时间触发通信调度设计优化与评价方法

何锋，李二帅，周璇，李浩若，龚子杰

北京航空航天大学 电子信息工程学院，北京 100191

航空电子系统(以下简称航电系统)涵盖飞机通信、导航、探测、管理、控制等所有电子系统以及支撑各系统间信息交换和资源共享的网络系统，是具有苛刻空间限制和功能/性能约束条件的信息密集型系统[1]。机载网络是航电系统的重要组成部分，其连接飞机物理结构空间中的相关电子设备，支持电子系统间的信息综合与功能综合，从而使航电系统成为有机整体，并标志着航电系统架构代际演化[2]。

随着计算机、通信等技术的飞速发展，航电系统对机载网络提出了更高的性能要求。采用时间触发(Time-Triggered，TT)通信机制可以避免传统事件触发(Event-Triggered，ET)通信机制下的资源竞争与共享冲突问题，从而提高信息传输的实时性，并保证信息交互的确定性。目前，以时间触发以太网[3](Time-Triggered Ethernet, TTE)等为代表的时间触发通信技术方案已得到广泛关注，但将其应用于机载环境中需首要保证合理的时间触发通信调度。这种通信调度设计协调TT消息，规划时间偏置，以避免TT消息争用物理链路影响其确定性传输，具有NP求解复杂度[4]，难以在多项式时间内完成，因此需要探寻求解优化技术。此外，从航电系统功能实现的角度出发，机载网络支持混合关键性流量以匹配不同优先级别任务，通信调度设计应关注消息延迟影响，保证消息尽快在规定时间内完成传输；并进一步支持应用层面任务执行，以拓展应用-网络联动调度，由此也对调度设计提出了进一步优化诉求。……