针对下一代Internet网络体系结构要求精简高效的特点，四川省网络通信重点实验室提出了“单物理层用户数据传输与交换平台体系结构(SUPA)”，采用带外信令控制思想将Internet现有的协议栈保留在其“信控管理平台”(S&M-platform)上，以保持与Internet的互联互通能力，而利用“面向以太网的物理帧时槽交换(EPFTS)技术”将数据链路层的分帧与转发功能同复用功能合并到物理层中，由此将用户数据传输与交换平台简化为单物理层结构，这正是本文的研究背景。本论文中反映的研究工作是用户平面中与交换结构和交换机制相关的服务质量保障技术——EPFTS中的队列调度算法，研究的重点是受配额约束的多优先级业务队列调度策略以及为降低传统交换结构及其相应调度算法的复杂性研究适合EPFTS环境的交换转发核心。论文首先描述了在输入排队与输出排队下相应调度算法的原理，并通过仿真实验分析各自的特性。然后针对业务流的服务质量需求引入优先级类别并改进了相应的调度算法，结合仿真实验的结果提出了一种受配额约束的多优先级业务队列调度策略。受配额约束的多优先级业务队列调度策略针对传统的严格优先级队列调度算法对低优先级业务完全不公平的缺点，结合EPFTS交换环境中服务质量协商阶段定义的规则等因素，为每个优先级业务分配一定的配额，规定各种优先级业务都不能超过其配额，否则超过配额部分的业务量不能得到其服务质量要求的保障。本文通过模拟试验详细分析了各种业务流在不同的配额下调度算法的性能，为EPFTS交换机制的研究提供了一定的参考。另外本文也简单模拟分析了网络业务流的自相似特性对调度算法的性能影响。为降低传统N×N交换结构及其调度算法的复杂性，最后本文基于输入与输出排队下调度算法各自的优势提出了一种多输入单输出复用直通前传结构，该结构将N×N的复杂度降低到N×1，避免了输入排队调度算法在输入输出端口对之间进行的多次匹配，并且通过引入少量的高速缓存提高了系统的吞吐率。论文中作者的主要工作与贡献可以概括为：①详细描述了输入排队与输出排队下的队列调度算法原理，并对已有的典型算法进行仿真实验，通过实验结果对比分析其主要性能参数；②针对不同业务的不同服务质量需求，同时为了解决严格优先级调度算法存在的公平性缺陷以及针对EPFTS交换环境中服务协商阶段定义的规则等因素，提出了一种受配额约束的优先级调度算法。针对为各种业务流分配不同的配额，仿真得到了在不同配额下各种优先级业务的时延特性，为提高调度系统的总体性能提供了一种参考；③针对网络业务流的自相似特性，本文采用流叠加法建立仿真模型仿真网络流量的自相似性。在不考虑业务的优先级特征下，仿真自相似性对调度算法的影响，并与同等条件下的泊松过程结果进行对比分析；④为了降低N×N交换结构的设计复杂性，提出了一种多输入单输出复用直通前传结构(NISO-MEFS)，该结构将复杂性降低到N×1，而且避免了输入排队调度算法要求输入输出端口对之间进行的匹配，缩短了数据的等待时延，大大降低了调度算法实现的复杂度，同时又避免了输出排队对交换核心高加速比的要求，提高了系统的吞吐率。