天基骨干网络作为连接天地各类用户通信的纽带,能够实现各类数据的交换,在天基信息网络中扮演着至关重要的角色。通过添加通信终端以及星间链路,扩展位于地球静止轨道的中继卫星系统是当前天基骨干网络建设的一个发展趋势。在天基骨干网络中,如何合理地对业务进行调度,实现网络资源的高效利用,是一个亟待解决的问题。一方面,受限于建设成本和技术实现难度,天基骨干网络能够提供的资源(带宽、接入终端)有限。另一方面,随着天基信息网络的发展,天地各用户对天基骨干网络的业务需求正在持续增长。与传统的中继卫星系统业务调度相比,天基骨干网络的业务调度有其不同之处:(1)业务与接入终端种类更多。天基骨干网络需要在中继卫星系统终端资源的基础上添加对称速率的通信终端来支持通信业务。(2)网络资源类型更多。天基骨干网络的业务资源分配不仅要考虑接入终端资源,还需要考虑骨干节点间链路的带宽资源。上述的任何一种资源不足都可能造成网络无法接收更多的业务。(3)业务请求的窗口数目更多。通信业务的源用户和目的用户都可能是航天器。这就意味着通信类业务请求会因源用户和目的用户的动态接入而比中继业务包含更多的窗口。基于上述特点,本论文对天基骨干网络业务调度的不同场景展开研究,主要内容如下:1、天基骨干网络静态业务调度针对天基骨干网络星间链路带宽资源以及接入终端资源有限的情况,研究天基骨干网络静态业务调度问题。首先介绍了天基骨干网络中各类业务的特点并建立了以最大化网络收益为优化目标的静态业务调度模型。其次,指出该模型的求解为NP问题并提出了一种基于遗传算法的静态业务调度算法(Static Task Scheduling Algorithm,STSA)。最后,通过仿真验证了STSA算法的有效性。2、天基骨干网络动态业务调度针对天基骨干网络星间链路带宽资源以及接入终端资源有限的情况,研究天基骨干网络动态业务调度问题。根据动态业务到达时网络资源的使用状况,我们分如下两个场景进行研究:(1)动态业务到达时,网络有一定空闲资源(即可以在不影响其他业务的前提下接收该动态业务)时的业务调度问题;(2)动态业务到达时,网络空闲资源不足情况下的业务调度问题。针对第一种场景,提出动态业务调度算法(Dynamic Task Scheduling Algorithm,DTSA)来最小化分配给到达动态业务的资源,同时均衡带宽和终端两类资源的使用。针对第二种场景,需要对已分配业务进行重调度甚至删除部分业务来将动态业务容纳进网络。提出动态业务重调度算法(Dynamic Task Rescheduling Algorithm,DTRA)。仿真结果显示:与现有算法相比,DTSA和DTRA算法能够取得更高的网络收益。3、考虑通信类业务带宽使用的业务调度在第一项工作的基础上,进一步将通信类业务细分为单用户类业务和汇聚类业务。针对汇聚类业务带宽独享和带宽共享两种调度方式,分别提出带宽独享业务调度算法(Task Scheduling Algorithm withOut bandwidth sharing,TSAO)和带宽共享业务调度算法(Task Scheduling Algorithm With bandwidth sharing,TSAW)。仿真结果显示,与按照峰值速率分配带宽的DTSA算法相比,TSAO和TSAW算法能够进一步提高网络收益。