具有波长连续性限制的波长路由多跳光网设计

本文研究了具有波长连续性限制的波长路由多跳光网的设计问题,并将其归结为混合整数线性规划问题.它的目标函数是最小化平均分组跳数目.我们分别以6个结点的双向环网和格状网为例.对于不同的网络结构参数(例如收发机数目和波长数目),比较了具有和不具有波长连续性限制的网络性能.数值结果表明在小规模波长路由多跳光网中波长连续性限制对网络性能的影响是可以忽略的.     

WDM光网中虚拓扑重构的优化设计

采用优化方法来研究光网络业务发生改变时的虚拓扑重构问题,并提出了相应的混合整数线性规划算法.主要的思路是当业务发生改变时,寻找既能保证网络性能又对现有业务中断最小的虚拓扑.对影响虚拓扑重构的因素进行了研究,发现,如果使网络性能达到次优而不是最优可以大大减少对现有业务的中断.     

基于最小化收发器数量的光网络业务量疏导

研究了网格型波分复用中的业务量疏导问题,首先把该问题表示为整数线性规划问题(ILP),优化的目标是使得网络中使用的收发器数量最少由于问题的计算复杂度较高,提出了一种启发式算法来解决该问题,数值结果表明:这种算法可以得到与整数线性规划(ILP)得到的最优解相近的结果,在WDM网络中采用适当的业务量疏导可以减少网络中使用的收发器数量。     

基于极化-空间模超纠缠的量子网络多跳纠缠交换方法研究

基于纠缠交换方法进行多跳量子信息传输,是实现远距离量子网络通信的基本方式之一.传统的多跳量子网络通常使用单自由度极化光子纠缠态作为量子信道,信息传输容量较低且容易受到噪声的干扰.本文提出一种基于超纠缠的高效量子网络多跳纠缠交换方法,利用极化-空间模式两自由度的纠缠光子,建立超纠缠量子多跳信息传输通道.以远程超纠缠隐形传态的信道建立需求为例,首先给出了基础的逐跳超纠缠交换方案,为降低该方案的端到端超纠缠建立时延,提出在中间量子节点进行同时测量的并行超纠缠交换方案.在此基础上,为降低并行超纠缠交换的经典信息开销,进一步提出一种分级并行超纠缠交换方案.理论分析及仿真结果表明该方案的纠缠建立时延接近于并行超纠缠交换方案,但可以减少经典信息传输量,在一定程度上实现两者的平衡.相比传统的纠缠交换方法,本文方案有利于解决远程超纠缠通信的需求,对未来构建更高效率的量子网络有积极意义.     

基于分组交换的量子通信网络传输协议及性能分析

量子纠缠交换能够建立可靠的量子远程传输信道, 实现量子态的远程传输. 然而, 基于纠缠交换的量子信道要求网络高度稳定, 否则会浪费大量纠缠资源. 为节省纠缠资源, 本文根据隐形传态理论, 提出了一种基于分组交换的量子通信网络传输协议, 建立了发送量子态所需的纠缠数目与所经过的路由器数、链路错误率的定量关系, 并与纠缠交换传输协议进行了比较. 仿真结果表明, 在链路错误率为0.1% 时, 分组传输协议所使用的纠缠数目少于纠缠交换的数目, 另外, 随着错误率的升高, 分组传输协议所需的纠缠数比纠缠交换协议明显减少. 由此可见, 基于分组交换的量子通信网络传输协议在网络不稳定时, 能够节省大量纠缠资源, 适用于链路不稳定的量子通信网络.     

光分组交换网络中多组光正交码组合光标签识别处理及实验

报道了光分组交换网络中基于多组光正交码组合光标签的识别与接收实验,光标签采用了码长为19,码重为3的2组光正交码组合光标签方案.给出了基于多组光正交码光标签的光分组交换网络(MOOC-OPS)基本原理,通过分析指出在MOOC-OPS网络中处理多组在时域上非连续、随机、突发光标签是现实MOOC-OPS关键技术之一.设计出了基于展宽网络和放大器级联方式接收多组低功率窄脉冲(MOOC-OPS网络的光标签)的实验方案,完成了实验电路板制作与实验验证.实验结果表明成功地实现了MOOC-OPS网络中周期为2ns基于多组光正交码光标签脉冲的识别接收,验证了该方案的可行性.     

基于0-1整数线性规划的自屏蔽磁共振成像超导磁体设计

本文提出一种基于0-1整数线性规划的自屏蔽磁共振成像（MRI）超导磁体设计方法．在磁体线圈可行载流区内按照所用线材尺寸划分网格,同时综合考虑线材内最大磁感应强度、成像区磁场均匀度、漏场范围等设计要求,以超导线材使用量最小为目标函数,采用0—1整数线性规划算法得到磁体线圈的初始导线集中区块分布;然后通过合理的调整限制各分离导线区块截面尺寸及其中心位置,得到最终易于实际加工和绕制的矩形磁体线圈结构．并根据不同的约束要求,该方法也适用于其他结构超导磁体的优化设计．文中最后给出一个设计实例．     

基于基线交换的光学变焦驱动设计

常用的两运动组元等间距光学变焦驱动设计方法和等程距设计方法都存在曲线局部压力角难以控制的问题。论述一种基于基线交换的光学变焦驱动设计方法,该方法通过在合适的变焦曲线位置交换基线(主驱动曲线),从而解决曲线局部压力角(曲线在光轴方向切角的余角)控制的问题,保证了整个变焦过程中的主驱动曲线压力角一致性、扭矩力均匀性和变焦平滑性,同时不降低变焦过程的快速性。讨论了辅助程序设计的实现情况和实践中出现的问题的解决途径。理论和实践证明,这种变焦驱动设计方法是一种效果颇佳的设计优化手段。     

基于深度物理启发神经网络的微波波导器件逆设计方法

使用物理启发的神经网络方法求解物理逆问题正成为一种趋势,但仅通过损失函数引入物理信息的方案难以求解.为解决电磁器件逆设计中物理启发神经网络模型不易收敛的问题,本文引出了深度物理启发神经网络.深度物理启发神经网络使用偏微分方程的基本解构成的网络替代传统的前馈神经网络,将数学物理模型嵌入网络结构.这一特点使深度物理启发网络的训练参数具有实际物理意义,相较传统物理启发神经网络拥有更简洁的损失函数,计算效率和稳定性也有明显提升.以二端口波导的散射参数设计为例,数值实验结果表明该方案在保证与设计目标相关性系数大于0.99的同时,最快可在25 s实现器件逆设计,且能够获得多样化的结构设计结果.本文提出的方法为逆物理问题求解构建及神经网络的物理信息嵌入探索提供了新思路.