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近年来,随着宽带网络技术的大规模普及和快速发展,互联网络不仅必须同时支持数据、图像、话音和视频等通信,还必须解决具有集团性质的多用户组群进行组群内部的交互式通信。随着网络中多用户组群进行规模交互和远程访问应用越来越多,例如,分布视频会议,远程教学和互联网游戏,应用单播满足这一需求无疑将极大地消耗网络资源。组播技术的提出是解决这一系列问题的很好的方案。卫星多媒体网络能够利用卫星覆盖面广的特性使地面分散的广大用户共享互联网络的多媒体资源。由于卫星天然的广播特性,处在卫星某一波束下的无限多个用户可以共享同样的资源,使得利用卫星来实现组播具有较大的优势。对于利用卫星作为交换结点的局域网,适于星上处理能力的高性能组播交换技术是实现卫星组播业务的一个关键。考虑到星上处理设备要求体积小、功耗小、交换处理能力大,本文提出了一种共享存储器的星上交换结构,并详细分析了其工作流程和交换调度原理。对于FIFO交换调度,由于组播和单播的混合情况下,要由调度处理器找出最优的调度输出方案是NP难的问题,并且要求处理器在很短的时隙中计算出结果是不可实现的,同时功耗也很大,所以本文采用了一个输入端口维护12个虚队列的情况,并且采用组播交换复制包不分割的策略。由于宽带多媒体卫星的接入容量较大,所以相应的交换结构的容量也要求很大。采用单片交换结构对于电子器件的要求相当高,所以本文采用了分层多片交换结构的改进结构,使得信元流负载得以分散交换转发,易于实现。本文利用排队论的知识对共享缓存的星上组播交换结构进行了建模和性能分析。从排队论的角度看,本文设计的交换结构是输入队列排队的交换结构。利用对缓存队列的Markov链建模分析,得到了队列的状态表达式。利用对输入业务的分析建模,得到了交换结构在不同业务下的调度服务率,从而分析得到交换结构在各种业务下的平均吞吐率、平均延时、平均延时抖动和平均丢包率等性能。分析表明可以采用提速的方法来改善交换的延时和丢包性能,并且通过提升较小的倍数可以有效地提高星上交换转发的性能。