并行FFT通信模式在WDM双环网上的波长分配

波长分配是光网络设计的基本问题。快速傅立叶变换（FFT）在数字信号处理、图像处理等领域有着广泛的应用,WDM双环网受到广泛的关注。提出一种递归的嵌入算法FFT-DLN,针对4种基本嵌入算法生成法、对折嵌入算法、顺序映射和逆序映射,得到在WDM双环网上实现并行FFT的通信模式所需的波长数均为N/8（N≥8）。通过分析发现,对于相同规模的傅立叶变换,递归的对折嵌入算法和逆序映射具有更短的执行时间。     

并行LU分解的通信模式在WDM环网上的波长分配算法

波长分配是光网络设计的基本问题，设计波长分配算法是洞察光网络通信能力的基本方法．不同的并行算法具有不同的通信模式，如何在光互连网上实现这些通信模式，是当前一个颇受关注的研究领域．本文基于WDM环网络，针对矩阵的并行LU分解，构造了一种并行LU分解的通信模式，讨论了将该通信模式嵌入在环形光网络中的波长分配问题．在解决该问题的过程中，得到了将一种特殊的二分图结构的通信模式嵌入在环网中的波长分配算法．通过分析和证明得到了在WDM环网上实现该并行LU分解通信模式所需的最小波长数．     

WDM光网上的Hopfield网波长分配算法的实现

讨论了在线性和环形WDM光网络上实现Hopfield网络的波长分配问题。给出了在线性和环形WDM光网络上实现并行Hopfield算法的通信模式所需波长数的下限值,分别设计了将该通信模式嵌入在上述简单WDM光网络上的波长分配方案,并给出了在该方案下实现Hopfield网络所需的波长数。     

WDM光网上的Hopfild网波长分配算法的实现

讨论了在线性和环形WDM光网络上实现Hopfield网络的波长分配问题。给出了在线性和环形WDM光网络上实现并行Hopfild算法的通信模式所需波长数的下限值，分别设计了将该通信模式嵌入在上述简单WDM光网络上的波长分配方案，并给出了在该方案下实现Hopfield网络所需的波长数。     

并行BP算法在WDM环网上的波长分配

波长分配是光网络设计的基本问题,设计波长分配算法是洞察光网络通信能力的基本方法。不同的并行算法具有不同的通信模式,如何在光互联网上实现这些通信模式,同时优化波长分配问题,是当前一个颇受关注的研究领域。神经网络计算的一个重要特点是大规模并行计算,该文基于WDM环网络,讨论了在其上实现并行BP算法的波长分配问题,设计了将完全二分图结构Kmn,通信模式嵌入环网的方案,给出了在WDM环网络上实现并行BP算法所需的最小波长数。     

矩阵乘在一组规则WDM光网络上的波长分配

在光互连网络上实现并行算法的通信模式是当前一个颇受关注的研究领域。矩阵乘法是数值分析领域中一种常用的基本运算,许多数值代数中的计算问题最终会归结到矩阵乘法的计算。提出一种嵌入算法MRDR,在此基础上分析了在一组规则WDM光网络线性阵列、环、mesh、双环网上实现并行矩阵乘通信模式的波长分配问题,并给出了所需的最小波长数。     

FFT通信模式嵌入环形光网络及其性能分析

在分析互连网络的性能时常常利用一些特殊的通信模式。而快速傅立叶变换(FFT)在数字信号处理、概率论等领域中具有非常广泛的应用。因此,该文针对FFT的Cormen并行迭代算法中的通信模式,提出两种嵌入算法,将其嵌入环形光网络中。并且分析了在这两种嵌入方式下,FFT算法在环形光网络中的拥挤度和时间复杂度。并对这两种算法进行了比较。最后,得到利用上面的嵌入算法将蝶形网络嵌入环形光网络的嵌入方法并分析了其嵌入拥挤度。     

光RP(k)网络上Hypercube通信模式的波长指派算法

波长指派是光网络设计的基本问题,设计波长指派算法是洞察光网络通信能力的基本方法.基于光RP(k)网络,讨论了其波长指派问题. 含有N=2n个节点的Hypercube通信模式,构造了节点间的一种排列次序Xn,并设计了RP(k)网络上的波长指派算法.在构造该算法的过程中,得到了在环网络上实现n维Hypercube通信模式的波长指派算法.这两个算法具有较高的嵌入效率.在RP(k)网络上,实现Hypercube通信模式需要max{2,(5(2n?5/3(}个波长.而在环网络上,实现该通信模式需要复用(N/3+N/12(个波长,比已有算法需要复用(N/3+N/4(个波长有较大的改进.这两个算法对于光网络的设计具有较大的指导价值.     

基于FPGA的通用FFT处理器的设计

介绍了一种通用的可以在低端或是高端的FPGA上实现N（N=2M,M=2,3,4…）点FFT变换的方法。设计采用基4布斯编码算法和华莱士树算法设计完成了16X16位有符号数并行乘法器,并采用此并行乘法器为核心设计了FFT算法中的基-2蝶形运算单元,设计了串并转化模块、并串转换模块、移位选择模块、溢出检测模块和地址与控制模块等其它模块,并以这些模块和FPGA内部的双口RAM和ROM为基础组成了基-2FFT算法模块。整个模块采用基-2时域抽取,顺序输入,逆序输出的方法;利用Modelsim完成了FFT模块的前后仿真;利用Matlab编写了用于比较仿真结果和Matlab中FFT函数产生的结果的程序,从而验证了仿真结果的正确性。该模块最后能够在Cyclone EP1C6Q240C8型FPGA上稳定运行在60MHz。整个FFT模块能够在183μs左右完成1024点的16位定点复数FFT运算,能够满足一般工程的要求。该方法也可以用于实现更低点数或是更高点数的FFT运算。     

光RP(k)网络上Hypercube通信模式的波长指派算法

波长指派是光网络设计的基本问题,设计波长指派算法是洞察光网络通信能力的基本方法.基于光RP(k)网络,讨论了其波长指派问题. 含有N=2ⁿ个节点的Hypercube通信模式,构造了节点间的一种排列次序Xn,并设计了RP(k)网络上的波长指派算法.在构造该算法的过程中,得到了在环网络上实现n维Hypercube通信模式的波长指派算法.这两个算法具有较高的嵌入效率.在RP(k)网络上,实现Hypercube通信模式需要max{2,「5(2^n-5/3」}个波长.而在环网络上,实现该通信模式需要复用(N/3+N/12(个波长,比已有算法需要复用「N/3+N/4」个波长有较大的改进.这两个算法对于光网络的设计具有较大的指导价值.     

Wavelength Assignment for Realizing Parallel FFT on Regular Optical Networks

Routing and wavelength assignment (RWA) is a central issue to increase efficiency and reduce cost in Wavelength Division Multiplexing (WDM) optical networks. In this paper, we address the problem of wavelength assignment for realizing parallel FFT on a class of regular optical WDM networks. We propose two methods for sequential mapping and shift-reversal mapping of FFT communication pattern to the optical WDM networks concerned. By sequential mapping, the numbers of wavelengths required to realize parallel FFT with 2ⁿ nodes on WDM linear arrays, rings, 2-D meshes and 2-D tori are 2^{n − 1}, 2^{n − 1}, 2^{max (k,n − k) − 1} and 2^{max (k,n − k) − 1} respectively. By shift-reversal mapping, the numbers of wavelengths required are max (3× 2^{n − 3},2), 2^{n − 2}, max (3× 2^{max (k,n − k) − 3},2) and 2^{max (k,n − k) − 2}. These results show that shift-reversal mapping outperforms sequential mapping. Our results have a clear significance for applications because FFT represents a common computation pattern shared by a large class of scientific and engineering problems and WDM optical networks as a promising technology in networking has an increasing popularity.     

Routing and wavelength assignment for 3-ary n-cube communication patterns in linear array optical networks for n communication rounds

k-ary n-cubes are a class of communication patterns that are employed by a number of typical parallel algorithms. This paper addresses the implementation of parallel algorithms with bidirectional 3-ary n-cube communication patterns on a bidirectional linear array WDM optical networks when the information is transmitted one dimension after another. By giving an embedding scheme ?, we prove the optimal number of wavelengths under ? and design a routing and wavelength assignment strategy of it.     

Routing and wavelength assignment for hypercube in array-based WDM optical networks

Hypercube is one of the most versatile and efficient communication patterns shared by a large number of computational problems. As the number of edges in hypercube grows logarithmically with the size of networks, the complexity of network topologies can be significantly reduced to realize hypercube in optical networks by taking advantage of the parallel transmission characteristic of optical fibers. In this paper, we study the routing and wavelength assignment for realizing hypercube on WDM optical networks including linear arrays and rings with the consideration of communication directions. Specifically, we analyze this problem for both bidirectional and unidirectional hypercubes. For each case, we identify a lower bound on the number of wavelengths required, and design the embedding scheme and wavelength assignment algorithm that uses a provably near-optimal number of wavelengths. In addition, we extend the results to meshes and tori. By our embedding schemes, many algorithms, originally designed based on hypercubes, can be applied to optical networks, and the wavelength requirements can be easily derived using our obtained results.     

波分复用光传输网中波长路由算法的研究进展

光纤正迅速成为主干通信网的标准传介媒质．随着光学器件的发展，使得信号在传输过程中，除了在源、汇节点需要光电转换外，中间节点可保持光传输，这种通信网络叫光传送网．光传送网中的波分复用技术是将整个光纤的带宽分成多个信道，不同的信道可使用不同的波长来同时进行信息传输，从而增加了整个网络的带宽．在光传送网中，实现一个通信请求需要建立一条通信路径，并为该通信路径所经过的每条链上分配一个波长，即所谓波长路由．该文详细介绍了波分复用光传送网中波长路由算法的研究进展，内容包括波长分配算法、网络的信元阻塞率分析、容错和QoS波长路由、多播波长路由、最小化ADM数路由以及基于光或光电连接的并行机模型等．     

有固定波长转换器的全光环网波长分配算法

采用波分复用技术的全光网是目前宽带网络研究的方向之一,波长分配是其中主要的算法问题,具有重要的理论和应用价值.研究了具有任意固定波长转换器的环形光网上的波长分配问题.首先,提出了两个对环网上的请求集合预处理的算法,这两个算法可以将请求集合分解成一些连续的循环序列;然后,采用置换群来描述具有固定波长转换器的光环网,基于这种数学表示,提出了对环网上的波长信道进行分解的算法;基于这些算法,进一步提出了一个波长分配算法,该算法对于环形光网上的任意固定转换模式都能给出一个较好的波长分配方案.     

一种稀疏波长转换光网络中的波长分配算法

研究了具有波长转换功能的WDM光网络的分类以及已有的几种波长分配算法,分析了波长分配算法的一般流程。文中以波长变换次数最少做为所提出的波长分配算法的主要优化目标,根据WDM光网络中的节点是否具有波长转换的功能,结合等价光路由替换的思想,提出了在稀疏有限波长转换光网络中的一种启发式的波长分配算法。仿真实验表明,当光网络中的连接请求量较大时,该算法的阻塞率低于已有的一些波长分配算法,连接能力有了较大提高。