为了有效降低弹性光网络的频谱碎片程序和阻塞率, 提出一种基于图着色模型的弹性光网络频谱分配算法。首先, 对弹性光网络建立图着色模型, 将频谱分配问题转化为带权值的图上色问题, 然后提出了2种改进的上色算法(链式搜索法和改进的贪心算法)。仿真结果表明: 与度最大着色算法相比, 改进的2种上色算法能更好地优化频谱资源并降低平均链路阻塞率。

针对弹性光网络的频谱碎片问题，提出了一种最大化业务承载力的碎片感知路由与频谱分配算法。在路由阶段利用K最短路由算法为业务请求离线计算K条跳数最短的备选路径，在频谱分配阶段考虑到达业务请求以及已建立业务连接的持续时间等因素，对空闲频谱块（SB）的业务承载力进行评估，并从所选路径的可用SB中挑选建立光路后关联路径中空闲资源业务承载力最大的方案建立业务连接。仿真结果表明，该算法可以降低带宽阻塞率和链路平均碎片率，同时提高资源利用率。

在弹性光网络中，频谱碎片会造成大量业务请求被阻塞。为了减少碎片、进一步降低立即预留请求的带宽阻塞率，提出一种二维碎片感知路由频谱分配算法。在路由阶段，该算法综合考虑跳数和调制格式因子，为业务请求离线计算出多条跳数较小、调制格式较好的候选路径。在频谱分配阶段，综合考虑到频谱边界的距离、对相邻资源的影响和资源使用量3个因子，设计一个二维碎片度量指标——联合碎片度（CF），以评估每个候选频谱块，并选择CF最小的候选频谱块分配给业务。仿真结果表明，与几种典型算法相比，本文提出的算法能够进一步降低带宽阻塞率和提高频谱利用率。

针对认知无线电网络中多个异质用户具有不同的服务质量 (QoS)要求, 提出一种基于多智能体强化学习的动态频谱分配方法。该方法从用户满意度角度出发, 以用户体验质量 (QoE)作为系统的评价指标, 构建多个虚拟智能体, 模拟多个用户以合作方式与环境进行交互学习, 融合各个用户的学习和频谱决策结果, 实现频谱资源优化分配。仿真结果表明, 在未知主要用户使用规律和信道动态特性条件下, 相比基于传统强化学习的动态频谱分配方法, 提出的方法能有效提高次用户的 QoE, 降低用户间的冲突概率。

弹性光网络(EON)中的传统路由频谱分配(RSA)算法多考虑路由跳数或频谱资源占用情况，缺乏时域与相邻链路的信息有效利用。提出一种结合预测的多维感知RSA算法，对持续时间已知业务的历史时间信息通过后向传播神经网络预测未来业务的时间信息，在路由时综合考虑时间、频谱和相邻链路资源占用程度。仿真结果表明：与传统RSA算法相比，多维感知RSA算法能有效降低带宽阻塞率。

针对无线频谱资源利用率低的问题，提出一种基于改进云量子遗传算法(MCQGA)的动态频谱分配方法。该方法可动态调整量子门旋转角，基于云理论进行交叉和变异操作，以图论着色模型为基础，综合考虑最大化平均系统收益、最大化最小带宽和最大化比例公平性度量进行频谱分配。选取粒子群算法、传统遗传算法和基本量子遗传算法进行对比仿真实验，仿真结果表明，该方法更适用于解决频谱分配问题。

为了解决软件定义弹性光网络(SD-EON)中的持续时间感知路由与频谱分配(HTA-RSA)问题,结合多径路由(MPR)、流量疏导(TG)和自适应调制(AM)建立了以最小化频谱资源占用为优化目标的整数线性规划模型,并提出了一种基于TG的持续时间感知多径路由与频谱分配(HMRSA-TG)算法。针对立即分配(IR)和预约分配(AR)两种业务,先利用单径单业务分配方式建立业务连接;若不成功,则利用单径多子业务分配方式;若仍然不成功,则尝试多径多子业务分配方式。为了最小化频谱资源占用和尽快释放频谱资源,在建立业务连接时,优先选择占用频谱资源最少的分配方式。当占用频谱资源相同时,优先选择占用时隙总和最小的分配方式。仿真结果表明,本算法可以降低阻塞率和提高频谱利用率。

为提高频谱利用率,同时减少光路的建立时延和阻塞率,提出了一种基于时延和频谱利用率联合优化路由频谱分配 (CODS-RSA)算法。CODS-RSA算法在提前计算期间,利用提前计算控制模型、频谱位示图和最佳分配算法,建立了光连接请求业务数据库。CODS-RSA算法根据光连接请求业务数据库和实时更新计算结果,进行了路由频谱分配(RSA)。仿真结果表明,CODS-RSA算法提前计算减少了光路的建立时延,频谱位示图和最佳分配算法的分配频谱提高了频谱利用率,也相对降低了业务请求的阻塞率。

针对弹性光网络中业务的选路、频谱分配进行了研究，考虑到物理节点对业务安全性的影响，建立了以满足业务最低安全级别要求为约束、以最小化网络中最大占用频隙号为优化目标的全局约束优化模型。为有效求解该约束优化模型，设计了全局优化算法。将疏导后的业务按照某种排序策略进行排序，为每个业务选择K条满足业务最低安全级别要求的路径。利用改进的遗传算法为每个业务选择合适的路径并确定最优的频谱分配方案，使得网络中最大占用频谱号最小。为验证该算法的有效性，在不同的网络拓扑中进行了仿真，结果表明，所设计的算法可实现高效的频谱分配。