波长转换受限条件下的最优组播波长分配算法

扩展了静态组播路由和波长分配问题,引入了范围受限的波长转换器,改进了优化目标,新的优化目标为整个组播连接使用的波长转换器数目最少,同时保证源节点到每个组播成员的路径上使用的波长转换器数目均小于指定值.利用动态规划,在两种连接建立策略下对问题进行了求解,所得解可用于衡量启发式组播波长分配算法的优劣.     

用于解决大规模波长路由光网中路由和波长分配问题的新启发式算法

本文提出了一种新的启发式算法,它将路由和波长分配问题分解为两个子问题分别进行优化求解,并以最小化波长需求作为目标函数。在不同通信负荷的情况下,我们以NSF网为例,分析了波长通道(WP)和虚波长通道(VWP)路由方案之间在波长需求方面的差别。同时还研究了网络波长重用度的问题。数值结果表明所提出的算法可有效地应用于大规模波长路由光网。     

全光网络中动态业务下的阻塞性能分析

通过对自适应路由和动态备选路由算法的性能分析,研究了波长选择和波长交换这两种类型的全光网络在动态业务下的阻塞性能,并提出了将动态波长分配与自适应路由选择相结合的算法.数值结果表明:1)相比波长交换网络而言,多纤波长选择网络是更为经济且切实可行的选择;2)动态备选路由算法可以获得与自适应路由算法相似的性能,并且文中所提出的算法能够更好的提高网络的阻塞性能.分析表明:不同算法的性能与网络拓扑的连接度以及备选路由的数目密切相关.     

WDM波长路由光网络的波长分配算法

由于WDM网络中的传输和交换是以波长为粒度进行的。因此波长分配算法就成为光网络的研究热点。有效的算法可大大提高波长的利用率，并可充分挖掘WDM的带宽资源。介绍了WDM全光网络中静态和动态波长分配算法，尤其是结合大型网孔网络详述了几种动态波长分配算法。针对波长变换器在全光网络中的应用。提出了一种可以解决任意类型光网络的分层图算法，它可以一次性解决路由选择和波长分配问题，大大提高了该算法的效率。是未来光网络中非常有前景的一种波长分配算法。     

考虑非线性效应的路由与波长分配算法

本文研究了在波长路由的智能光网络中选择路由与波长分配(RWA)过程中如何考虑非线性效应的影响.在简要分析了考虑非线性效应影响的必要性后,以交叉相位调制为例推导出了一种简单的计算非线性效应引起的光功率代价计算公式,并讨论了如何将其引入路由与波长分配算法中.仿真结果表明非线性效应确实对RWA的优化结果产生一定的影响,其程度与物理拓扑、业务需求和具体的网络传输参量有关.     

一种新的应用于弹性分组环的公平算法

为了达到高的带宽利用率,理想的空间重用和带宽分配的公平性.本文提出一种新的应用于弹性分组环网络的带宽分配算法,该算法采用了有限集合中收敛速度最快的二分法,通过对公平速率的逐次逼近来实现带宽的动态分配,适用于分布式网络环境.分析和仿真表明采用基于二分法的带宽分配算法能够给每个节点分配到接近理想的公平带宽,整个环路在实现公平性的同时能够得到最大的空间重用并且收剑迅速.     

拟态物理学优化的认知无线电网络频谱分配

针对认知无线电网络中基于图着色模型的频谱分配问题,基于其非确定性多项式特性,以最大化网络收益总和为目标,提出了一种基于拟态物理学优化的求解算法. 在拟态物理学优化算法中,将频谱分配问题的解映射为一个具有质量的微粒,通过建立微粒的质量与其适应值之间的关系,并利用万有引力定律定义微粒间的虚拟作用力的大小,使整个群体向更好的方向运动,实现群体寻优. 给出了频谱分配问题的具体求解过程,并根据分配问题的二进制编码特点,改进了微粒的位置更新方程. 仿真实验表明：本文算法能更好地实现网络收益最大化. 关键词： 拟态物理学优化 认知无线电网络 频谱分配 网络收益     

膜量子蜂群优化的多目标频谱分配

为了解决认知无线电系统中最大和网络效益和用户间公平性联合最优化的多目标频谱分配难题,基于量子蜂群理论和膜计算,提出了一种新的离散多目标组合优化算法—–膜量子蜂群优化.所提算法在基础膜可以搜索到单个目标的全局最优解,在表层膜获得兼顾网络效益和公平的Pareto前端解.通过膜间的通信规则、量子觅食行为的协同演进和非支配解排序可获得能同时求解单目标和多目标优化问题的多目标优化算法,并与经典的敏感图论着色算法、遗传算法、量子遗传算法和粒子群算法等频谱分配算法在不同的目标函数下进行仿真性能比较.仿真结果表明:在不同网络效益函数下所提的膜量子蜂群频谱分配算法都能够较好地找到单目标最优解,优于经典的频谱分配算法和已有的智能频谱分配算法,还可获得多目标频谱分配的Pareto前端最优解集.     

混沌量子克隆算法求解认知无线网络频谱分配问题

对认知无线网络中的频谱进行有效分配是实现动态频谱接入的关键技术.考虑3次用户对频谱的需求和分配的公平性,给出了频谱分配的数学模型,并将其转换为以最大化网络收益为目标的带约束优化问题,进而提出一种采用混沌量子克隆优化求解的认知无线网络频谱分配算法, 并证明了该算法以概率1收敛.最后,通过仿真实验比较了本文算法与颜色敏感图着色算法、基于遗传算法的频谱分配、基于量子遗传算法的频谱分配的性能.结果表明:本文算法性能较优, 能更好地实现网络收益最大化. 关键词： 混沌量子克隆算法 认知无线网络 频谱分配     

光传送网中结合传输损伤的路由和波长分配

在波长路由光网优化设计的过程中考虑了物理传输损伤造成的限制,提出了一种联合优化思路.将光信号在传输过程中的物理损伤作为问题公式的另一维约束,给出了相应的启发式算法,并按照由粗到细的机制对所提出的思路做了相应的评估,同时对负荷平衡问题作了初步的分析.数值结果表明这种算法可以获得与优化值相近的波长需求解,并且能够保证网络的传输性能,其业务分布随着备选路径的增加而趋向均衡.     

A New RWA Algorithm Based on Multi-Objective

In this article , we studied the associated research problems and challenges on routing and wavelength assignment (RWA) in WDM (wavelength division multiplexing) networks. Various RWA approaches are examined and compared.We proposed a new RWA algorithm based on multi-objective. In this new algorithm, we consider multiple network optimizing objectives to setup a lightpath with maximize profit and shortest path under the limited resources. By comparing and analyzing, the pro posed algorithm is much better than the algorithms, which only consider one optimizing objective.     

一种提高激光波长测量精度的改进算法

分析了一种激光波长测定装置对波长较长的激光测量精度难以提高的原因,提出了用离散傅里叶变换精确测定有限长周期序列信号频率的改进算法.仿真结果表明:此算法切实可行,且有利于该装置测量精度的提高和测量范围的扩大.     

基于特征波长积分算法的土壤有机质抗水分干扰模型研究

土壤有机质是土壤的重要成分,也是农作物生长的重要营养指标.快速、准确检测土壤有机质含量对施肥管理具有重要意义.近年来,近红外光谱被广泛应用于土壤有机质的快速检测,然而土壤有机质敏感波段易受土壤水分干扰,从而会影响到土壤有机质的预测结果.在山西省境内采集了140个土壤样本,采用ASD光谱仪分别获取了不同含水率(0％,5％...     

A Wavelength and Bandwidth Assignment Algorithm to Support Guaranteed Bandwidth Levels in Hybrid Time Division Multiplexing/Wavelength Division Multiplexing Ethernet Passive Optical Networks

Abstract

A novel bandwidth assignment algorithm in wavelength division multiplexing Ethernet passive optical networks, called a dynamic wavelength assignment service level agreement, is proposed to efficiently provide subscriber differentiation. Simulation results show that the dynamic wavelength assignment service level agreement outperforms other bandwidth allocation algorithms in wavelength division multiplexing Ethernet passive optical networks, as it makes a fairer bandwidth distribution than other methods and is able to overcome the non-allowed packet fragmentation of the Ethernet passive optical network standard. Consequently, it greatly increases the achieved throughput and always ensures a minimum guaranteed bandwidth to every priority subscriber. Furthermore, the new algorithm obtains lower mean packet delay and packet loss rate for the highest priority subscribers when compared with other bandwidth distribution schemes in wavelength division multiplexing Ethernet passive optical networks.     

最小相关系数的多元校正波长选择算法

在近红外光谱的定量分析中,由于仪器的精密程度越来越高,采集的光谱数据通常具有很高的维度.因此,波长选择对于剔除噪声及冗余变量,简化模型,提高模型的预测性能是必不可少的.近红外光谱特征波长选择方法众多,但变量间的多重共线性问题仍是导致模型效果较差的一个关键问题.变量间共线性可以通过相关系数进行分析,当相关系数高于0.8,...     

用遗传算法快速提取近红外光谱特征区域和特征波长

提出了一种遗传区间偏最小二乘法(GA-iPLS),并用该方法快速提取苹果糖度近红外光谱的特征区域,在此基础上采用遗传偏最小二乘法(GA-PLS)提取苹果糖度近红外光谱的特征波长,进行苹果糖度预测。结果表明,整个光谱等分为40个子区间,遗传区间偏最小二乘法能快速寻找出5个特征子区间(第4,6,8,11,18号);在5个特征子区间的基础上用遗传偏最小二乘法继续优化,从中提取44个特征波长。建立在5个特征子区间和44个特征波长上的偏最小二乘法模型精度均优于全光谱偏最小二乘法模型,对预测集的预测相关系数提高了近10%;且模型得到了很大的简化,用于建模的主因子数减少了7个。这些结果表明,用这两种方法不但可以建立简洁、数据运算量少的模型,还可以快速地提取近红外光谱的特征区域和特征波长。     

嵌入式粒子群-遗传算法的水质COD检测特征波长优化算法

基于紫外-可见光谱法的水质测量中,光谱信号易受到系统噪声干扰、悬浮物散射干扰,且存在信息冗余、多重共线性等特征,导致水质COD测量中特征波长的选取产生较大偏差。因此,提出了基于嵌入式粒子群-遗传（EPSO_GA）算法的水质COD检测特征波长优化算法,以提高波长选择精度。为验证检测特征波长优化算法的可行性,采集了某高校池塘水样、生活污水和排水沟水样的光谱数据,利用EPSO_GA算法对预处理后的光谱数据选取特征波长。EPSO_GA算法采用实数编码方法实现了粒子群（PSO）优化算法和遗传（GA）优化算法的统一编码,在PSO算法中更新粒子时嵌入GA算法的选择、交叉、变异等操作,改善了这两种算法各自在光谱波长特征选取问题上的局限性。将EPSO_GA算法选取的特征波长结合偏最小二乘法（PLS）构建了EPSO_GA_PLS的水质COD预测模型,并且与传统的PSO算法、GA算法选取特征波长建立的PSO_PLS、GA_PLS和全光谱构建的PLS水质COD预测模型做了对比。结果表明：与PSO_PLS,GA_PLS和全光谱构建的PLS水质COD预测模型相比,EPSO_GA改善了PSO算法和GA算法在光谱特征波长选择中早熟和收敛速度慢的问题,降低了全光谱构建PLS水质COD预测模型的复杂度,提高了模型的预测精度。基于EPSO_GA算法建立的EPSO_GA_PLS水质COD预测模型,均方根误差降到了0.212 3,预测精度增加到0.999 3,可以快速定量检测水质COD,为紫外-可见光谱法测COD提供了更好的预测模型。     

基于组播树的多粒度波带静态疏导算法

研究了波带交换中的静态业务疏导算法。波带交换可以有效地减少波长交换的端口数量,但是当波带粒度值取固定值时,波带的粒度难以取得合适值。波带的粒度大,有助于减少交换端口的数量,但是波带利用率低;波带粒度小,有助于提高波带利用率,但是交换端口的数量多。为此,提出了多粒度的波带取值方法。根据静态业务疏导与组播路由的相似性,提出了利用构造组播树解决静态疏导问题的方法。另外,为了减少波带与波长交换平面互联的端口数量,采用了同目的地的波带疏导策略,并针对这一疏导策略提出了一种新的波带疏导辅助图。仿真结果表明,相对于固定粒度的波带取值,可以有效地减少交换端口的数量,并提高波带利用率。     

改进的随机蛙跳算法对农机润滑油污染浓度的近红外光谱检测研究

润滑油是农业机械正常作业的必要物资,农业机械发动机工作的动力性、安全性、经济性以及寿命与润滑油状况有着紧密联系。污染浓度作为油液的综合评价指标,常规的实验室检测耗时长、成本高,所以开发高效的润滑油污染浓度检测技术具有重要意义。提出了一种基于近红外光谱技术的农机润滑油污染浓度的检测方法,同时针对随机蛙跳(RF)特征波长选择算法中迭代次数大,结果再现性低等缺点,提出了一种迭代保留信息变量的随机蛙跳(IRIV-RF)特征波长选择算法。该算法一方面利用迭代保留信息变量(IRIV)算法提取出强信息变量和弱信息变量,将其作为RF算法中的初始变量集,消除初始变量集的随机性对结果再现性的影响。另一方面通过对变量按被选概率值由大到小正向排序后,从首个波长开始依次增加一个波长建立偏最小二乘回归(PLSR)模型,选择交叉验证均方根误差(RMSECV)值最小时的变量子集为特征波长,消除RF算法所提取的特征波长数量的不确定性。利用近红外光谱仪采集自行配制的101份不同污染浓度的农机润滑油原始光谱数据,选用三种不同的预处理方法分别对原始光谱进行处理,确定最佳的预处理方法为变量标准化(SNV)。在此基础上通过RF,...     

基于高斯拟合的光纤型SPR信号的峰值检测算法

光纤型表面等离子共振光谱具有半峰宽较宽,共振峰不尖锐等特征,传统的针对棱镜型SPR光谱的峰值检测算法无法准确定位此类光谱的共振峰值。为了准确计算光纤型SPR光谱的共振波长,提出了一种基于信赖域算法的高斯拟合方法,在拟合的光谱曲线上利用一维搜索的方式确定峰值位置。通过对标准甘油光谱数据的处理,证明高斯拟合法能够适应光纤型SPR光谱的特征,波长计算准确。通过搭建的SPR系统,实验测量了不同浓度下蔗糖溶液的SPR光谱数据,并分别采用加权质心法,追踪质心法和该研究提出的高斯拟合法进行共振波长的计算。结果表明高斯拟合法能够有效提升分辨率,且运算速度较快,有利于工程集成。