求解路由和波长分配问题的启发式算法研究

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:iobject
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
路由与波长分配(Routing and Wavelength Assignment with Minimum Wavelength,RWA)问题,是指在给定的波分复用光网络中为指定的所有业务寻找一条从业务起点到业务终点的路径,并为每个业务分配特定的波长,同时必须满足通信互不干扰约束,即两个经过相同链路的业务不得分配相同的波长。而最少波长数路由与波长分配(min-RWA)为RWA问题的变种,要求网络使用的波长数尽可能少,该问题是波分复用光网络中的经典NP难问题,在工业界与学术界均有大量的研究与应用,对于提升波分复用光网络整体的利用率具有重大意义,因此对于该问题的研究兼具挑战性和重要性。首先算法通过优化转判定的方法将该问题转换成一系列判定子问题(k-RWA),并通过求解这些k-RWA问题来求解原问题,并针对路径规划和波长分配互相影响的问题提出了一个新的邻域动作,名叫Shift-Shaking(SS),该动作实际为一个组合动作,包含一个上层的简单移动(Shift)动作和底层的基于弹射链(Ejection Chain)的抖动(Shaking)动作,这两个动作的作用分别为改变一个特定业务的波长和寻找受该业务影响的相关业务的最优路径,这个新的邻域被嵌入到一个简单的迭代局部搜索算法中,称为SS-ILS,用于求解该子问题;同时针对邻域搜索太过笨重的问题,提出了四个加速策略:邻域精简、两层评估策略、增量评估技术以及cache加速技术,提高了算法的效率。实验结果表明,算法在113个经典实例中改进了22个算例的历史最优解,同时在其它算例上均得到了持平历史最优解的结果,表明了新提出方法的有效性。另外通过禁用加速策略构建了四个SS-ILS的简化版本,与SS-ILS进行对比,实验结果表明了这些策略的有效性。总而言之,SS-ILS算法采用求解子问题的方式对原问题进行求解,同时结合了本文提出的Shift-Shaking邻域动作以及四个加速策略,相比前人算法有较大改进,且后续可通过结合种群算法的方式进行进一步优化。
其他文献
目的唾液腺蛋白1(SP1)作为一种近年新发现的干燥综合征的标志物,在疾病进程中的作用机制仍然未知。本实验旨在通过利用SP1蛋白免疫诱导建立干燥综合征动物模型,同时检测确诊SS病人的血清中抗SP1抗体含量,来探究SP1在干燥综合征中的作用。方法1、8周龄雌性C57BL/6小鼠和8周龄雌性IL14α转基因小鼠(自发干燥小鼠)各被随机分为两组:SP1实验组和PBS对照组,两个实验组小鼠在第1天、第14天
随着我国与其他国家的人员交流加深,护照的智能化认证在金融物流、自助通关等领域推行。护照认证系统通过护照鉴伪算法对护照多光谱图像进行检测并判断真伪,检测的重点是防伪特征。因为紫外光谱图像的防伪特征丰富且难以仿造,所以紫外防伪特征对于整个护照认证系统具有十分重要的作用。由于护照认证过程中紫外光谱图像质量不稳定、护照背景干扰性强的问题,紫外防伪特征的鉴伪效果不理想。本文结合紫外防伪信息增强和紫外防伪特征
研究目的1、系统评价ICU获得性衰弱风险预测模型,分析现有关于ICU获得性衰弱预测模型的优缺点;2、通过Meta分析明确ICU获得性衰弱的危险因素;3、构建ICU获得性衰弱风险预测模型,为临床工作者早期发现ICU获得性衰弱高危人群提供有用的工具,进一步完善ICU获得性衰弱的规范管理,降低ICU获得性衰弱的临床发生率。研究方法1、文献分析法:广泛检索与阅读国内外文献,了解ICU获得性衰弱风险预测模型
视频作为一种数据量巨大的信息载体,其压缩和传输问题一直是一项研究热点。近年来,随着视频应用的不断丰富和发展,人们对高清视频的需求也在不断提升。已经得到广泛应用的第三代视频编码标准(如HEVC、AVS2)已经不能满足未来市场需求,在此背景下,国际标准化组织提出了新一代视频编码标准——多功能视频编码(Versatile Video Coding,VVC)。VVC在各个模块均引入了很多压缩性能优异的新技
二十一世纪,在人类进入信息时代,尤其是互联网时代之后,产生了大数据。同时半导体行业在“摩尔定律”的推动下,生产出了拥有更高计算能力的芯片。在大数据与高性能计算设备的加持之下,神经网络的能力得到了充分的体现,人工智能的研究也进入了新的浪潮。从2012年的Alex Net到2020年的Alpha-fold,神经网络加持下的人工智能在许多领域都取得了重大的突破。对话系统作为人工智能的重要研究领域之一,也
随着信息流量的快速膨胀和5G技术的落地推广,光纤通信网络也处于智能化升级的当口。光开关作为光纤通信网络中的核心器件,其市场需求量不断增长。本文设计了一种基于角锥棱镜和步进电机的1×N端口机械式光开关;同时对1×N端口MEMS光开关进行了优化设计,一定程度上解决了其端口数量受限的问题。论文的主要内容如下:分析了现有机械式光开关存在的问题,即二维网格的布置与体积的限制,使光开关无法做到更多的端口数量。
随着工业的发展,激光加工在微纳领域扮演着越来越重要的作用。其中,激光诱导表面周期性结构(LIPSS)是微纳加工中重要手段。LIPSS是激光在物质表面形成的一种微米量级、甚至纳米量级的光栅结构,此结构在结构色、改变物体表面摩擦性能、润湿性、防伪等领域具有很多应用,甚至在化学生物等领域也有很好的发展前景。相比于传统激光打标有不易氧化,耐高温,抗化学生物腐蚀,颜色随观察角度改变而改变等诸多优点。本文对L
目的:椎间盘退变(Intervertebral disc degeneration,IDD)引起的腰背痛在现代社会中非常普遍,造成了沉重的社会负担和患者生活质量的下降。IDD是一个多因素介导的病理学过程,其中压力刺激的髓核细胞损伤是该过程的关键一环。研究发现环状RNA(circular RNA,circRNA)作为一类内源性非编码RNA,在多种疾病的发病机制中发挥着重要作用。然而,circRNA与
在并行分布式计算中,常把任务建模为数据流图(如神经网络的任务图、数据流计算机中的任务),任务的并行执行需要对数据流图进行划分。然而数据流图划分已经被证明是NP完全问题(NP-Complete),很难找到最佳划分策略。大量研究通过贪心或启发式算法(如表调度算法、聚簇算法以及蚁群算法等)在特定情况下找到较优解。这些策略只考虑数据流图的部分信息,因此划分效果不够稳定。针对此类问题,已有研究采用神经网络的
泛素(ubiquitin)化修饰在真核细胞中发挥着至关重要的作用,能够调节蛋白质降解、DNA修复、信号传导等多种生理过程。泛素系统的紊乱可能会引起癌症、神经疾病等多种疾病。泛素系统的复杂性与功能性在于泛素可以形成多种泛素链从而实现复杂又多样的生理功能。早期的研究主要集中于同型泛素链,但最近发现细胞中还存在着非常广泛的异型泛素链。在异型泛素链中,一个泛素同时有两个及以上残基被修饰则被称为分支(bra