CN114501654A - 一种有线无线融合的航天器内部无线时间敏感网络时隙分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及有线无线融合的航天器内部时间敏感网络通信技术领域，具体涉及一种有线无线融合的航天器内部无线时间敏感网络时隙分配方法，包括将航天器内部数据包中的有线TSN帧映射到无线TDMA帧中；根据无线TDMA帧的目的MAC地址和QoS字段将无线TDMA帧存储到对应缓存队列中；在节点队列管理计时器中断的控制下，节点收集队列中时敏数据的入队时间周期以及数据量信息，以及非时敏数据的数据量信息，并在相应的时隙中将队列状态上报至无线网关节点；无线网关节点接收所有参与时隙分配节点的相关信息，计算出每个节点入网时隙长度、单位时隙长度及相应的节点传输时隙位置；本发明实现灵活的无线时隙分配，降低时敏业务的等待时延。

Description

一种有线无线融合的航天器内部无线时间敏感网络时隙分配 方法

技术领域

本发明涉及有线无线融合的航天器内部时间敏感网络通信技术领域，具体涉及一种有线无线融合的航天器内部无线时间敏感网络时隙分配方法。

背景技术

近年来，各个国家积极开展太空探索、载人航天任务，航天器的功能也变得复杂。航天器作为一个高集成度和复杂度的空间体，其内外都部署大量的传感器与监测设备，进行实时状态数据监控，而航天器内部数据传输总线普遍使用1553B、CAN总线进行数据通信，其质量占比大，影响航天器搭载更多有效载荷；同时，航天员在舱内和舱外工作时的移动性通信需求不断增加，需要保障通信的可靠性和实时性。可见，将无线通信方式引入到航天器通信系统中，可以有效满足其通信需求，并减少通信线束质量占比。但是在有线实时通信系统中，如何融合无线与有线方式，解决通信资源联合调度，是实现端到端业务数据确定性传输的关键。

现实需求推动着有关标准协议产生，TSN(Time-Sensitive Network)，即时延敏感网络应运而生。其最早由IEEE 802.1任务组在2012年提出，以构建一个统一的、标准化的二层网络协议，使其应用在任何采用以太网技术的环境中，为实时数据传输提供保障。TSN具有以下目标：1)确保交换网络的报文时延得到保障；2)时间敏感数据流和非时间敏感数据流可以共网传输，并且非时间敏感数据流的传输不会对时间敏感数据流的传输时延造成影响。由此可见，TSN既能够为时间敏感业务提供可靠的服务质量(Quality of Service，QoS)保证，同时也能够支持非时敏业务在网络中的传输。因此，现有TSN标准可以很好地利用在星内网络中。

无线TSN技术研究处于初始化阶段，尚未形成标准。目前有研究对现有IEEE802.11协议进行改进，使无线网络具有可靠性和实时性能。因此可以将无线TSN技术引入航天器内部网络中。

综上所述，引入TSN技术来降低航天器线束重量占比的同时保障星内通信的时延确定性十分必要。然而当无线通信机制引入航天器中时，通信节点的无线输出端口需要等待本节点的无线通信时隙，而无法及时为节点划分时隙，会导致数据在无线输出端口的堵塞，从而无法满足时敏业务的端到端时延要求，因此，通信时隙的划分在很大程度上会影响数据的等待时延。那么在基于TDMA的无线通信网络中合理的划分通信时隙是研究的重点。

发明内容

为了保证时敏业务流的确定性端到端传输，本发明提出一种有线无线融合的航天器内部无线时间敏感网络时隙分配方法，具体包括以下步骤：

将航天器内部数据包中的有线TSN帧映射到无线TDMA帧中；

根据无线TDMA帧的目的MAC地址和QoS字段将无线TDMA帧存储到对应缓存队列中；

在节点队列管理计时器中断的控制下，节点收集队列中时敏数据的入队时间周期以及数据量信息，以及非时敏数据的数据量信息，并在相应的时隙中将队列状态上报至无线网关节点；

无线网关节点接收所有参与时隙分配节点的相关信息，计算出下一个时隙表中的总超帧长度T_sp、节点入网时隙长度T_B、单位时隙长度T_p以及相应的节点传输时隙位置。

进一步的，将航天器内部数据包中的有线TSN帧映射到无线TDMA帧中包括：有线TSN帧为一个带有VLAN标签的以太网帧，TDMA帧为自定义的802.11帧，自定义的802.11帧包括采用802.11头部、序号、数据长度QoS字段、最大存活时间、负载以及32位的CRC校验；航天器内部有线侧数据经过TSN交换机到达TSN网关接收端口时，将有线TSN帧转换为802.11无线帧，将VLAN标签中的pcp优先级字段映射到无线TDMA帧的QoS字段，并且将自定义的数据包最大存活依次映射到无线TDMA帧中。

进一步的，根据无线TDMA帧的目的MAC地址和QoS字段将无线TDMA帧存储到对应缓存队列中，即若TDMA帧的QoS字段为特定数值，即该数据包为时敏数据，则存储到TSN列表；否则，即该数据包为非时敏数据，则将该数据包存储到非TSN列表。

进一步的，无线网关节点为节点i分配的传输时隙位置表示为：

其中，T_i ^port为节点i的时敏数据到达无线输出端口的时间；T_i ^trans为无线网关为节点i划分的时隙位置；n为所有参与时隙分配的节点个数。

进一步的，若TDMA时隙内时隙单位长度为T_p，则节点i内数据流s所需单位时隙个数C_i,s表示为：

其中，T_g表示节点i时隙间的保护带长度；

为节点i的TSN数据流带宽；R_space为无线链路传输速率。

进一步的，节点i时隙间的保护带长度T_g表示为：

其中，

为网络中任意两个节点之间最大的同步误差；T_prop为电磁波传播时延。

进一步的，两个节点之间的同步误差的计算包括：判断接收数据包优先级信息以及源地址信息是否为第一次接收发送此终端在当前优先级下的时敏数据，若是第一次接收，则即记录数据包的到达时间；否则计算此终端当前优先级下在本时刻时敏数据的到达时间与前一时刻到达时间的差值，当前节点记录该差值，将网络中任意两个节点之间最大的差值记为

进一步的，TDMA时隙内时隙单位长度为T_p需要满足以下条件：

约束条件：

其中，

表示信道中最小包长所需带宽，

表示所有节点中最大的数据量所需带宽；N表示参与时隙分配的节点数；N^*表示正整数。

进一步的，在节点计算得到每个节点入网时隙长度T_B、单位时隙长度T_p以及相应的节点传输时隙位置后，轮询TSN列表，如果TSN列表中存在待发送数据，那么根据先入先出原则对TSN队列数据进行调度发送；将TSN队列中数据发送完成后，轮询非TSN队列数据，获取所有待发送队列的紧急度信息，以紧急度从高至低进行发送，紧急度相同的队列则按照优先级高低进行数据发送，同一队列中的数据均以先进先出方式进行数据调度。

进一步的，对TSN队列数据以及非TSN队列数据进行调度发送的过程具体包括以下步骤：

步骤1：TSN无线节点在每个时隙读取自身的时间信息，判断当前时隙是否属于本无线节点；

其中，TSN无线节点在每个时隙的起始时刻读取自身的时隙表中本时隙号对应的身份标识，判断当前时隙是否属于本无线节点；

步骤2：若通过身份标识确定当前时隙属于本无线节点，对TSN列表进行轮询；

步骤3：若检测到TSN列表中存在等待发送数据，则判断当前正在传输的是否为非TSN帧，若是，则令TSN帧抢占非TSN帧资源调度当前数据包，若否，则等待所述有线TSN帧调度结束，再调度当前数据包；

步骤4：若当前未发送非TSN数据，则从TSN列表头部轮询队列出栈操作，每次取数据包的数据量不超过队列字节阈值；

步骤5：当数据帧完成出队后，从更新后的循环列表中删除该出队的队列；

步骤6：当TSN列表为空时，则开始从非TSN列表进行轮询调度，从非TSN列表头部开始轮询队列，对所有非TSN队列的发送紧急度进行计算，选取最高的权值队列进行发送；

步骤7：每次发送完成一次数据，更新所有队列的发送紧急度，从而完成一次轮询调度返回步骤1。

本发明通过队列传输时间管理机制，对网络中无线节点的数据到达模型进行建立，通过向无线网关上报时隙需求，以收集各无线节点所需传输时隙的大小以及位置，通过设计基于TDMA的时隙交互方案，确保节点能及时接入网关并且能够根据各节点不同的时隙需求灵活的调整时隙划分，无线网关节点通过时隙动态控制算法来分配各节点的传输时隙，能够在较短的时间内对网络状态变化进行时隙调整；从而能够确保无线节点终端中的TSN流能在超帧周期内及时完成转发，确保TSN流业务的端到端时延需求。

附图说明

图1是本发明队列管理调度方法实施例示意图；

图2是本发明实施例中时隙分配方法流程图；

图3是本发明实施例采用的航天器内部网络场景示意图；

图4是本发明采用的超帧结构示意图；

图5是本发明TSN帧到无线TDMA帧映射示意图；

图6是本发明周期信息表构成图；

图7是本发明节点数据模型统计流程图；

图8是本发明动态紧急度控制调度算法调度数据包的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提出一种有线无线融合的航天器内部无线时间敏感网络时隙分配方法，具体包括以下步骤：

将航天器内部数据包中的有线TSN帧映射到无线TDMA帧中；

根据无线TDMA帧的目的MAC地址和QoS字段将无线TDMA帧存储到对应缓存队列中；

在节点队列管理计时器中断的控制下，节点收集队列中时敏数据的入队时间周期以及数据量信息，以及非时敏数据的数据量信息，并在相应的时隙中将队列状态上报至无线网关节点；

无线网关节点接收所有参与时隙分配节点的相关信息，计算出下一个时隙表中的总超帧长度T_sp、节点入网时隙长度T_B、单位时隙长度T_p以及相应的节点传输时隙位置。

图1是本发明队列管理调度方法实施例示意图，如图1，当数据包从有线侧到达TSN网关无线输出端口后，首先进行入队管理，入队管理完成后形成多个队列Q₁,Q₂,…,Q_N，为每个队列分配优先级并形成缓存队列；入队完成后采用动态权值控制调度算法调度的方式调度各类TDMA无线帧。

图2是本发明实施例中队列管理调度方法流程图，如图2，队列管理调度方法具体包括：

101、将航天器内部数据包中的有线TSN帧映射到无线TDMA帧中。

在说明如何将航天器内部数据包中的有线TSN帧映射到无线TDMA帧中之前，先说明本发明实施例中的网络场景。图3是本发明实施例采用的航天器内部网络场景示意图，如图3，航天器内部存在传感器终端对各舱室的温度、外壳压力等数据进行采集，用户终端进行音频、控制数据的传输。为了保障时敏业务传输时延，数据处理中心充当TSN控制器，用于获取网络中各节点的全局状态信息并进行决策的下发，该传感采集网络中包括多个TSN交换机，每个交换机中可以连接温度传感器、遥测传感器、视频监控器、遥感照相机、数据存储系统、星载计算机、TSN网关等。无线节点之间以TDMA的方式组网，各终端与无线网关均一跳可达，构成无线TSN网络，TSN控制器作为主控节点主要负责网络拓扑发现、需求收集以及时隙表计算下发。网关至控制节点的内部各子系统之间以有线以太网方式连接，并且通过TSN交换机与相应控制系统进行通信。有线TSN架构主要包括数据发送节点(TSN Talker)、数据接收节点(TSN Listener)和TSN交换机(TSN Switch)，TSN网关应有无线发射和接收功能，负责将各舱室数据转发到控制节点以及接收控制节点传输到终端的数据。

图4是本发明实施例中所采用的超帧结构示意图，如图4，本发明中将信道资源以超帧为周期进行划分，每个超帧都是由时隙下发和数据传输两个部分组成，在时隙下发阶段，控制节点计算各节点的时隙分配结果，通过广播beacon帧的方式进行时隙表下发，时隙表发送结束后，控制中心等待一段时间，新入网节点竞争上报时隙请求信息，然后在数据传输阶段，无线节点在各自时隙传输数据，并将本身节点的时隙请求信息与休眠信息进行上报。

由于不同终端的数据量不同，而仅仅依据各终端自身业务量的大小进行时隙长度划分，可能会导致某个节点时隙过长影响其余节点的数据传输，以及网络中的时隙的严重碎片化，因此，网络中TDMA时隙内时隙单位长度T_p需要满足以下条件：

s.t.C1:

C2:

上式中R_space为无线链路传输速率，

为节点i的TSN数据流带宽，此式表示时隙单位T_p的选择需要考虑所有节点在k倍T_p的传输时间下的最小空余时间，以保证在时隙划分时的信道利用率，约束一表示最小时隙单位所需满足的长度范围，

表示信道中最小包长所需带宽，

表示所有节点中最大的数据量所需带宽，约束二表示时隙在k倍最小单位时隙T_p的长度中能传输完成

大小的数据量。

节点所需时隙长度和节点内的数据流大小有关，那么节点i内数据流s所需单位时隙个数C_i,s的确定方式如下：

T_g表示不同节点时隙间的保护带长度，

表示向上取整。

在上述时隙分配的设计下，在本发明实施例中，数据包从有线侧数据经过TSN交换机到达TSN网关无线输出端口时，首先将有线TSN帧优先级映射到无线TDMA帧。

具体的，航天器内部有线侧数据经过TSN交换机到达TSN网关接收端口时，将有线TSN帧转换为802.11无线帧，将VLAN标签中的pcp优先级字段映射到无线TDMA帧的QoS字段，并且将自定义的数据包最大存活依次映射到无线TDMA帧中。

图5是本发明实施例中所提供的TSN帧到无线TDMA帧映射示意图，如图5，其中有线TSN帧为一个带有VLAN标签的以太网帧，TDMA帧为自定义的802.11帧，将TSN帧中的VLAN标签(VLAN Tag)pcp字段映射到无线帧的Qos字段，并且将自定义的数据包最大存活依次映射到无线TDMA帧中。

其中，所述以太网帧的格式可以参考现有的802.2或者802.3协议，所述自定义的802.11帧包括采用802.11头部、序号、数据长度QoS字段、最大存活时间，负载以及32位的CRC校验。

102、根统计数据包的到达时间，更新数据包的到达模型，构造本无线节点的队列状态数据包进行上报。

图6为本发明实施例中的周期信息表构成图，在本发明实施例中，当数据包通过有线传输到无线输出端口处时，提取有线数据包的优先级信息，读取数据包到达无线节点的时间，计算此条流量的数据传输周期信息，建立数据到达时间表，并构建本节点的队列状态信息，将其上报至无线网关节点。

具体的，首先根据有线数据帧中的源地址与服务类型字段判断数据帧所属的流量类型，然后获取VLAN字段中的优先级信息，根据优先级信息放入相应的数据队列中，同时获取本地时钟的时间信息，计算出当前数据包的到达周期信息，并统计非时敏业务的发送信息，若非时敏业务队列在本超帧中未成功发送，那么本队列的紧急度计次器根据本队列的优先级进行相应增加，当完成发送后，清空此队列的紧急度计次器，最后以数据包的形式将本节点的相应数据信息发送至无线网关节点。

103、无线网关节点接收到无线节点的上报信息，根据平均时延最低以及最大化时隙利用率进行时隙划分。

图7为本发明实施例中的节点数据模型统计流程图，如图7，无线网关节点分析到达本节点的所有数据包，判断是否为时隙需求上报报文，若是，那么需要对此上报数据包进行分析，判断数据包内部是否含有时敏数据的周期信息，若有，那么需要提取时敏数据的相关信息进行记录，若无时敏数据的相关信息，那么需要记录上报数据包中的时隙需求，在获得N个节点时隙需求后，由无线网关节点对已接入的无线节点传输时隙进行计算下发，在beacon时隙后需要等待一段时间，用于网络中休眠节点与移动节点的入网需求，那么在单一网关下的移动节点与常休眠节点数量为n，节点碰撞概率为p_n，成功接入网络的期望碰撞次数为k_n，节点数据重传等待时间为

范围中选择的随机时间，那么节点j在完成接收beacon帧到结束发送入网请求所需的时间为：

上式中IFS(Inter Frame Space)为802.11所规定的帧间间隔，用于隔开不同节点之间对话的数据帧，rand(0,2²⁺ⁿ)为节点在第n次碰撞时选择的退避窗口数大小，B_j/R_space为节点成功接入网络后传输B_j大小的数据量所需要发送的时间。

因此，在控制节点覆盖N个节点的情况下，beacon阶段长度T_B为：

T_g表示不同节点时隙间的保护带长度，

表示向上取整。T_p表示TDMA时隙内时隙单位长度，其需要满足以下条件：

s.t.C1:

C2:

上式中R_space为无线链路传输速率，

为节点i的TSN数据流带宽，此式表示时隙单位T_p的选择需要考虑所有节点在k倍T_p的传输时间下的最小空余时间，以保证在时隙划分时的信道利用率，约束一表示最小时隙单位所需满足的长度范围，

表示信道中最小包长所需带宽，

表示所有节点中最大的数据量所需带宽，约束二表示时隙在k倍最小单位时隙T_p的长度中能传输完成

大小的数据量。

104、出队调度时判断当前时隙是否属于本无线节点进行队列发送调度，根据队列状态调度各队列数据以保障时敏数据端到端时延。

本发明采用了紧急度权值控制算法调度非时敏数据包，首先初始化各非时敏队列的紧急度E_i，紧急度初始化值均为0，在当前时隙未完成发送的队列权值根据队列优先级进行增加，优先级为6、7的队列为时敏队列数据，此类队列以等待时延最小为目标进行调度，因此时敏数据并不考虑紧急度信息，而优先级为0、1的队列作为背景流量数据，并无端到端传输要求，所以将背景流量数据队列的紧急度值保持为0，其余队列数据主要为多媒体数据，包括视频、语音数据，此类数据有一定的业务成功传输要求，因此在队列i未成功发送完成情况下的紧急度计算方式如下：

式中p_i为队列i的优先级大小，f_j为j队列的数据标志位，若有数据则为1，没有数据则为0。

在节点获得发送时隙后，首先轮询TSN列表，如果TSN列表中存在待发送数据，那么根据先入先出原则对TSN队列数据进行调度发送，将TSN队列中数据发送完成后，轮询非TSN队列数据，首先获取所有待发送队列的紧急度信息，以紧急度从高至低进行发送，紧急度相同的队列则按照优先级高低进行数据发送，同一队列中的数据均以先进先出方式进行数据调度。

在上述分析下，本发明的动态紧急度调度算法采用优先轮询TSN列表的方式，轮询完成TSN列表后，基于非TSN队列紧急度的控制下，轮询非TSN列表，公平地调度非TSN流，从而保证非TSN队列的成功传输率。本实施例采用动态紧急度调度算法调度各类数据包的基本过程可以包括如下：

步骤1：TSN无线节点在每个时隙读取自身的时间信息，判断当前时隙是否属于本无线节点；

其中，TSN无线节点在每个时隙的起始时刻读取自身的时隙表中本时隙号对应的身份标识，判断当前时隙是否属于本无线节点。

步骤2：若通过身份标识确定当前时隙属于本无线节点，对TSN列表进行轮询；

步骤3：若检测到TSN列表中存在等待发送数据，则判断当前正在传输的是否为非TSN帧，若是，则令TSN帧抢占非TSN帧资源调度当前数据包，若否，则等待所述有线TSN帧调度结束，再调度当前数据包；

在一些实施例中，为了保障TSN帧传输时延，抢占非TSN帧资源，将正在传输的非TSN列表中的数据包拆分为64字节，然后TSN流抢占剩余字节资源，从而保障TSN流能够优先调度出去。

步骤4：若当前未发送非TSN数据，则从TSN列表头部轮询队列出栈操作，每次取数据包的数据量不超过队列字节阈值。

步骤5：当数据帧完成出队后，从更新后的循环列表中删除该出队的队列；

上述分析中的约束条件可知TSN流数据包不存在队列内部排队，故该队列此时一定为空，所以可以直接从新的循环列表删除此队列。

步骤6：当TSN列表为空时，则开始从非TSN列表进行轮询调度，从非TSN列表头部开始轮询队列，首先对所有非TSN队列的发送紧急度进行计算，选取最高的权值队列进行发送；

步骤7：每次发送完成一次数据，更新所有队列的发送紧急度，从而完成一次轮询调度返回步骤1。

图8给出了本发明实施例中采用动态紧急度控制调度算法调度数据包的流程示意图，如图8，调度流程包括：

首先判断当前时隙是否属于当前无线节点，若属于当前无线节点，则开始轮询列表，判断TSN列表是否为空，若不为空，则开始轮询TSN列表队列，并选定队列出队，判断当前正在传输的是否为非TSN帧，若为非TSN帧，则抢占非TSN帧的资源后采用TDMA调度数据包，否则等待TSN帧调度结束后再调度数据包，调度完成后从TSN列表中删除该队列，完成本次轮询。

另一方面，当TSN列表为空时，则可以开始轮询非TSN列表队列；判断当前所有非TSN队列的发送紧急度，选取最高发送紧急度的队列进行数据发送，发送字节数的选择需要依据剩余的时隙长度进行选取，若队列中的数据无法在剩余的时隙中完成发送，则需要将本此轮询的数据进行分片发送，以确保在隙的利用率，在完成此次轮询后，重新计算所有非TSN队列的发送紧急度，以及下一次发送所能传输的字节数。判断当前队列是否为空，若为空，则从TSN列表中删除该队列，否则等待下次轮询完成本次轮询。

本发明主要分为时隙分配管理和队列出队调度；本发明通过节点队列管理操作能够获取精确的节点队列信息，通过最小等待时延算法的时隙分配方式，能够确定性保障TSN流在有线无线融合网络确定性传输的前提下，公平地调度其它类型数据包，保障各类业务的成功传输率。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种有线无线融合的航天器内部无线时间敏感网络时隙分配方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

将航天器内部数据包中的有线TSN帧映射到无线TDMA帧中；

根据无线TDMA帧的目的MAC地址和QoS字段将无线TDMA帧存储到对应缓存队列中；

在节点队列管理计时器中断的控制下，节点收集队列中时敏数据的入队时间周期以及数据量信息，以及非时敏数据的数据量信息，并在相应的时隙中将队列状态上报至无线网关节点；

无线网关节点接收所有参与时隙分配节点的相关信息，计算出每个节点入网时隙长度T_B、单位时隙长度T_p以及相应的节点传输时隙位置。

2.根据权利要求1所述的一种有线无线融合的航天器内部无线时间敏感网络时隙分配方法，其特征在于，将航天器内部数据包中的有线TSN帧映射到无线TDMA帧中包括：有线TSN帧为一个带有VLAN标签的以太网帧，TDMA帧为自定义的802.11帧，自定义的802.11帧包括采用802.11头部、序号、数据长度QoS字段、最大存活时间、负载以及32位的CRC校验；航天器内部有线侧数据经过TSN交换机到达TSN网关接收端口时，将有线TSN帧转换为802.11无线帧，将VLAN标签中的pcp优先级字段映射到无线TDMA帧的QoS字段，并且将自定义的数据包最大存活依次映射到无线TDMA帧中。

3.根据权利要求1所述的一种有线无线融合的航天器内部无线时间敏感网络时隙分配方法，其特征在于，根据无线TDMA帧的目的MAC地址和QoS字段将无线TDMA帧存储到对应缓存队列中，即若TDMA帧的QoS字段为特定数值，即该数据包为时敏数据，则存储到TSN列表；否则，即该数据包为非时敏数据，则将该数据包存储到非TSN列表。

4.根据权利要求1所述的一种有线无线融合的航天器内部无线时间敏感网络时隙分配方法，其特征在于，无线网关节点为节点i分配的传输时隙位置表示为：

其中，T_i ^port为节点i的时敏数据到达无线输出端口的时间；T_i ^trans为无线网关为节点i划分的时隙位置；n为所有参与时隙分配的节点个数。

5.根据权利要求1所述的一种有线无线融合的航天器内部无线时间敏感网络时隙分配方法，其特征在于，若TDMA时隙内时隙单位长度为T_p，则节点i内数据流s所需单位时隙个数C_i,s表示为：

其中，T_g表示节点i时隙间的保护带长度；B_siT为节点i的TSN数据流带宽；R_space为无线链路传输速率。

6.根据权利要求5所述的一种有线无线融合的航天器内部无线时间敏感网络时隙分配方法，其特征在于，节点i时隙间的保护带长度T_g表示为：

其中，

为网络中任意两个节点之间最大的同步误差；T_prop为电磁波传播时延。

7.根据权利要求6所述的一种有线无线融合的航天器内部无线时间敏感网络时隙分配方法，其特征在于，两个节点之间的同步误差的计算包括：判断接收数据包优先级信息以及源地址信息是否为第一次接收发送此终端在当前优先级下的时敏数据，若是第一次接收，则即记录数据包的到达时间；否则计算此终端当前优先级下在本时刻时敏数据的到达时间与前一时刻到达时间的差值，当前节点记录该差值，将网络中任意两个节点之间最大的差值记为

8.根据权利要求7所述的一种有线无线融合的航天器内部无线时间敏感网络时隙分配方法，其特征在于，TDMA时隙内时隙单位长度为T_p需要满足以下条件：

约束条件：

其中，

表示信道中最小包长所需带宽，

表示所有节点中最大的数据量所需带宽；N表示参与时隙分配的节点数；N^*表示正整数。

9.根据权利要求1所述的一种有线无线融合的航天器内部无线时间敏感网络时隙分配方法，其特征在于，在节点计算得到每个节点入网时隙长度T_B、单位时隙长度T_p以及相应的节点传输时隙位置后，轮询TSN列表，如果TSN列表中存在待发送数据，那么根据先入先出原则对TSN队列数据进行调度发送；将TSN队列中数据发送完成后，轮询非TSN队列数据，获取所有待发送队列的紧急度信息，以紧急度从高至低进行发送，紧急度相同的队列则按照优先级高低进行数据发送，同一队列中的数据均以先进先出方式进行数据调度。

10.根据权利要求9所述的一种有线无线融合的航天器内部无线时间敏感网络时隙分配方法，其特征在于，对TSN队列数据以及非TSN队列数据进行调度发送的过程具体包括以下步骤：

步骤1：TSN无线节点在每个时隙读取自身的时间信息，判断当前时隙是否属于本无线节点；

其中，TSN无线节点在每个时隙的起始时刻读取自身的时隙表中本时隙号对应的身份标识，判断当前时隙是否属于本无线节点；

步骤2：若通过身份标识确定当前时隙属于本无线节点，对TSN列表进行轮询；

步骤3：若检测到TSN列表中存在等待发送数据，则判断当前正在传输的是否为非TSN帧，若是，则令TSN帧抢占非TSN帧资源调度当前数据包，若否，则等待所述有线TSN帧调度结束，再调度当前数据包；

步骤4：若当前未发送非TSN数据，则从TSN列表头部轮询队列出栈操作，每次取数据包的数据量不超过队列字节阈值；

步骤5：当数据帧完成出队后，从更新后的循环列表中删除该出队的队列；

步骤6：当TSN列表为空时，则开始从非TSN列表进行轮询调度，从非TSN列表头部开始轮询队列，对所有非TSN队列的发送紧急度进行计算，选取最高的权值队列进行发送；

步骤7：每次发送完成一次数据，更新所有队列的发送紧急度，从而完成一次轮询调度返回步骤1。

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