一种新的光突发交换网络信令协议与分析

提出了一种新的光突发交换网络信令协议,即DSH区分服务混合信令.根据实时（电路仿真）业务和非实时（数据）业务对QoS的不同要求分别采用TAW和JET信令控制协议,尤其是对TAW信令做了相应改进,使之更适合于OBS网络承载电路仿真业务.利用电路仿真业务发出的呼叫请求,在端到端的波长通道中建立虚通路,并在整个呼叫持续过程中保持虚通路的连接,这样可以保证电路仿真业务的端到端时延最小并避免信息丢失.通过理论分析和系统仿真,研究了DSH混合信令的性能及其对波长利用率和实时业务呼损率的影响.     

基于奇相干光源非对称信道的量子密钥分配协议

针对传统量子密钥分配协议使用非理想单光子源会带来密钥生成率过低的问题,对光源进行优化,以奇相干光源代替传统弱相干光源,提出了基于奇相干光源非对称信道的测量设备无关量子密钥分配协议。在奇相干光源下,对比了对称信道和非对称信道测量设备无关量子密钥分配协议的性能优劣。分析了该协议中密钥生成率、单边效率与信道损耗之间的关系。仿真结果表明,奇相干光源的引入弥补了传统光源的不足,多光子数大大减少。随着信道损耗的增加,密钥生成率降低,但非对称信道的性能仍高于对称信道的。     

基于纠缠的选择自动重传量子同步通信协议

分析经典选择重传自动请求重传(automatic repeat-request,ARQ)协议之后,利用量子力学中纠缠态的非定域关联性,提出了数据链路层的选择重传ARQ量子同步通信协议.该协议把链路分为准备阶段和发送阶段.在线路准备阶段完成EPR(Einstein-Podolsky-Rosen)关联对的分发,建立量子信道;在发送阶段完成数据帧和量子确认帧的传送.从吞吐量和信道利用率等方面比较分析了几种常见的数据链路层通信协议的性能.研究表明,该协议可以有效地提高数据链路层的最大吞吐量和信道利用率,改善选择重传ARQ协议的性能,在受时间瓶颈限制的通信中有着重要的应用价值.     

基于纠缠的选择自动重传量子同步通信协议

分析经典选择重传自动请求重传（automatic repeat-request,ARQ）协议之后,利用量子力学中纠缠态的非定域关联性,提出了数据链路层的选择重传ARQ量子同步通信协议.该协议把链路分为准备阶段和发送阶段.在线路准备阶段完成EPR (Einstein-Podolsky-Rosen)关联对的分发,建立量子信道;在发送阶段完成数据帧和量子确认帧的传送.从吞吐量和信道利用率等方面比较分析了几种常见的数据链路层通信协议的性能.研究表明,该协议可以有效地提高数据链路层的最大吞吐量和信道利用率,改善选择重传ARQ协议的性能,在受时间瓶颈限制的通信中有着重要的应用价值.     

基于最少中继节点约束的量子VoIP路由优化策略

量子信息的传输过程中,由于拥塞、链路故障等原因,导致数据分组在路由器排队,产生时延、丢包.为了保证量子Vo IP系统的性能,本文提出了基于最少中继节点约束的路由优化策略.采用基于纠缠交换的中继技术,通过优先选择最少中继节点的量子信道,实现多用户量子Vo IP通信.理论分析和仿真结果表明,当链路出现故障和拥塞时,基于M/M/m型排队系统,采用本策略,当设定量子比特的误码率为0.2,共用信道数目从4增加到8时,量子网络的呼损率由0.25下降到0.024,量子网络的最大吞吐量由64 kbps增加到132 kbps.当设定共用信道数目为4,控制量子比特的误码率从0.3到0.1时,可使量子网络最大吞吐量从41 kbps增加到140 kbps.由此可见,本策略能够极大地提高量子Vo IP网络的性能.     

基于标记配对相干态和轨道角动量的量子密钥分配

针对标记配对相干态(HPCS)下量子密钥分配协议采用极化编码和相位编码带来基的依赖性问题,研究了基于HPCS和轨道角动量(OAM)的非对称信道测量设备无关的量子密钥分配协议。分析了该协议在不同距离比率下的平均光子数、误码率、密钥生成率与信道传输损耗的关系。在HPCS和OAM下,对比了对称信道和非对称信道测量设备无关的量子密钥协议的性能优劣。仿真结果表明:采用HPCS弥补了弱相干光源和标记单光子源的不足,大大减少真空脉冲并增加了单光子脉冲;随着信道传输损耗的增大,密钥生成率和安全传输距离逐渐减小,但非对称信道的性能仍优于对称信道的。     

基于纠缠的数据链路层量子通信协议

利用量子力学中的纠缠关联性，提出了数据链路层的量子通信协议. 该协议把线路分为忙闲时段，量子纠缠态的分发预先在闲时段完成，数据经由经典链路发送，确认帧经由量子纠缠信道发送. 量子信息的传输可以是瞬时的，因此两个发送成功的数据帧之间的最小时间间隔可以大为减小. 研究表明该协议能有效地提高数据链路的最大吞吐量，改善数据链路层停止等待协议的性能. 关键词： 量子通信 纠缠 停止等待协议 数据链路     

周期性管柱信道的声波通信技术研究综述

井下声波通信技术利用周期性管柱信道实时传输声波数据，相比于其他通信方式，具有适应性好、复杂度低、传输效率高等优点，在随钻地质导向、油水井监测等方面有广阔的应用前景，是发展智能油田的关键技术之一。本文主要综述上世纪90年代以来关于信道物理模型、信道容量、声信号调制与接收方法等关键问题的研究历程，并对通信系统的设计要点与国内外相关产品的现场应用进行梳理，为后续的技术改进提供依据。     

基于指示单光子源的非对称信道量子密钥分配

针对传统的量子密钥分配协议未考虑非对称信道的问题,研究了基于指示单光子源的非对称信道的测量设备无关量子密钥分配协议的性能参数。主要分析了协议中的平均光子数、单边传输效率、密钥生成率与信道传输损耗之间的关系。比较了指示单光子源下,对称信道与非对称信道的测量设备无关量子密钥分配协议的性能优劣。仿真结果表明,随着信道传输损耗的增大,密钥生成率和安全传输距离逐渐减小,但非对称信道的性能仍优于对称信道的性能。     

一种用于塑料光纤接入网的多优先级控制协议设计

提出一种基于光码分多址(OCDMA)技术的塑料光纤接入网的多优先级控制协议.由于受传输误码率的限制,常规的光码分多址系统只允许有限个用户传输数据或接入网络,为了解决用有限的码字来实现多于码字数目的多媒体工作站间的信息通信,这种多优先级的控制协议通过使用预约和随机分配算法可以有效地解决信道冲突和目的地址的冲突问题, 该协议可以支持多媒体信息传输中各类信息不同的时间延迟要求.另外,在该接入网中,每个光网络单元均设有两套光编码器和光解码器,一套用于控制信道,另一套用于各个数据信道.利用本文提出的协议对塑料光纤接入网的网络吞吐量和平均延时时间进行了数值分析和仿真实验,结果证明了这种多优先级控制协议的有效性和高效性.     

基于安全驾驶的元胞自动机交通流模型

针对Nagel-Schreckenberg模型(NaSch模型)中存在的高速车辆可能发生追尾事故的不安全性，考虑了前车速度为零的情况，提出一种新的强调驾驶安全性的一维元胞自动机交通流模型：安全驾驶模型，并对该模型进行了数值模拟.由于安全概率的引入，使得系统在临界密度附近出现低速的同步相，而不是完全的堵塞相，减小了追尾事故发生的可能性，提高了高密度时道路的通行能力.模拟结果显示出了亚稳态、非平衡相变以及滞后效应等实际交通所具有的特性. 关键词： 交通流 安全驾驶 元胞自动机 同步流     

用于WDM光突发交换网的改进JIT信令协议

提出了一种用WDM光突发交换网的良好时间通信协议(MJIT-SP)该协议结合了光线路交换和光分组交换的优点与用于光突发交换的其他信令协议相似,MJIT-SP的特点也是采用带外控制信号处理来排除核心节点处对光缓存器的需求然而,与其它协议如JIT-SP相比,它能最小化数据源端的建立时间和最大化交叉连接的带宽利用率而且,MJIT-SP还能支持光网络中无连接和面向连接的数据包传递并介绍了MJIT-SP的基本结构并从三个方面分析了它的基本性能,即建立时间、端到端延时和信道占用时间然后,对本协议与JIT-SP的性能进行了比较,结果显示:MJIT-SP不仅优于JIT-SP,而且还克服了JIT-SP的一个缺点,即过长的信道占用时间此外,还给出了MJIT-SP的信令信息,尤其是非常关键的信号与脉座电平差(SETUP)消息MJIT-SP中的SETUP与JIT-SP中的SETUP不同,它需要给出数据包路由和交换所需的信息,包括数据包长度、比特率、SETUP与数据包之间的偏置时间以及数据业务的质量控制系统(QoS)要求等最后讨论了MJIT-SP两种可能的变化并且分析了它们的优缺点.     

Noise-assisted traffic of spikes through neuronal junctions

The presence of noise, i.e., random fluctuations, in the nervous system raises at least two different questions. First, is there a constructive role noise can play for signal transmission in a neuron channel? Second, what is the advantage of the power spectra observed for the neuron activity to be shaped like 1/f(k)? To address these questions a simple stochastic model for a junction in neural spike traffic channels is presented. Side channel traffic enters main channel traffic depending on the spike rate of the latter one. The main channel traffic itself is triggered by various noise processes such as Poissonian noise or the zero crossings of Gaussian 1/f(k) noise whereas the variation of the exponent k gives rise to a maximum of the overall traffic efficiency. It is shown that the colored noise is superior to the Poissonian and, in certain cases, to deterministic, periodically ordered traffic. Further, if this periodicity itself is modulated by Gaussian noise with different spectral exponents k, then such modulation can lead to noise-assisted traffic as well. The model presented can also be used to consider car traffic at a junction between a main and a side road and to show how randomness can enhance the traffic efficiency in a network. (c) 2001 American Institute of Physics.     

Modeling and performance analysis of optical WDM node architecture using SRR protocol

In order to enhance the data transport capability and overall throughput of an optical wavelength division multiplexing (WDM) system, a proper node architecture design is necessary. In the present paper a simple node architecture model based on media access control protocols for bursty data traffic of variable time slot duration and data rate has been proposed to decrease the packet loss probability and to increase the efficiency of an optical WDM system using synchronous round robin (SRR) protocol. An appropriate mathematical model has been derived to evaluate performance of the proposed node architecture. It has been observed that the network performance is well controlled through implemented model and the corresponding network design parameters.     

Design and Implementation of a Virtual Multi-channel Optical Ring

The hardware and the communication protocol of a scalable optical ring have been designed. A hardware routing has been achieved on the network interface card to minimize data packet communication latency and a simplified communication protocol has been designed to reduce communication overheads. To reduce the data packet blocking probability and have a more efficient usage of the data link layer bandwidth, a virtual multi-channel transmission mechanism has been achieved. The network supports a maximum of 16 virtual channels for each physical data link. Time slots can be dynamically assigned to each virtual channel. Zero wait time has been achieved for the switching between different virtual channels.     

Design and Implementation of a Virtual Multi-channel Optical Ring

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｐａｒａｌｌｅｌｃｏｍｐｕｔｉｎｇｐｌａｔｆｏｒｍｍａｄｅｕｐｏｆｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎｓｏｒｐｅｒｓｏｎａｌｃｏｍｐｕｔｅｒｓｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｅｄｂｙｎｅｔｗｏｒｋｈａｓｂｅｃｏｍｅｔｈｅｍａｉｎｓｔｒｅａｍｉｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｐａｒａｌｌｅｌｃｏｍｐｕｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ[1] .Ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ ,ｃｏｍｐｕｔｅｒｃｌｕｓｔｅｒｓａｒｅｍａｉｎｌｙｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｅｄｂｙｌｏｃａｌａｒｅａｎｅ…     

基于BB84协议的量子密钥分发安全门限研究

本文分析了实际量子密钥分发过程中,量子态可能受到的各种影响因素;建立了相应的信道模型;推得了非理想信道BB84协议判别窃听的安全门限公式.通过计算与仿真,证明该公式用于估计BB84协议的安全通信门限更加准确,判断量子密钥分发过程中是否存在窃听更为有效,同时具有提高通信安全性和密钥分发效率的优点. 关键词： 信道模型 BB84协议 窃听判别 安全门限     

混有协同自适应巡航控制车辆的异质交通流稳定性解析与基本图模型

针对传统车辆和协同自适应巡航控制(cooperative adaptive cruise control,CACC)车辆构成的异质交通流,研究其稳定性与基本图模型.应用实车测试验证的CACC模型和智能驾驶员模型(intelligent driver model)分别作为CACC车辆和传统车辆的跟驰模型,建立异质流稳定性解析框架,研究不同平衡态速度、不同CACC车辆比例时的异质流稳定性.推导异质流基本图模型,并进行数值仿真实验.研究结果表明,在传统车辆稳定的速度范围,异质流处于稳定状态.在传统车辆不稳定的速度范围,CACC车辆比例增加以及平衡态速度远离9.6—18.6 m/s速度范围,均能够改善异质流的不稳定性.通行能力随着CACC车辆比例的增加而提高.此外,CACC模型的期望车间时距越大,异质流稳定域越大,但通行能力降低.因此,恒定车间时距CACC控制策略下的期望车间时距取值应权衡异质流稳定域和通行能力两个方面的影响.     

基于改进格子气模型的对向行人流分层现象的随机性研究

在考虑行人视野范围的随机偏走格子气模型基础上, 引入行人对前方开阔区域的移动偏好特性, 提出改进的格子气模型, 对通道内对向行人流进行仿真研究. 模型再现了对向行人流在不同密度下出现的3种演化过程, 发现了行人密度与对向行人流分层现象的形成具有随机性, 以及统计了概率的变化趋势, 同时分析了分层现象形成概率与系统几何尺寸参数、移动强度参数、右行人流比例参数和视野范围参数等的关系. 分析结果表明, 改进的模型能够再现实际低密度下对向行人流不会出现分层现象的特性. 根据分层形成的概率, 可将对向行人流的密度分为5个区间, 不同区间的行人流演化过程各有差异. 模型和分析结果对理解对向行人流的动态演化过程, 提高通道内对向行人流的走行效率有一定帮助.