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针对空间数据系统特点和性能需求，对高级在轨系统（AOS）两级复用算法进行了研究。提出了根据包长和到达率等参数选取最优化包复用效率的时间，作为包信道复用时间上限的包信道复用算法，与根据数据实时性、帧长度、到达率自适应选择调度时隙长度和时隙数的虚拟信道（VC）复用算法，并分别从复用时延、复用效率、丢失率和吞吐量等方面进行了仿真。研究结果表明：新两级复用算法能够有效地限制处理时延，降低丢包率和丢帧率，提高复用效率和吞吐量，满足未来空间数据系统低时延和高吞吐量等服务质量（QoS）需求。