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基于节点自由度约束下的最大代数连通度生成树算法研究现状

【摘要】:目前有大量文献针对最小生成树的构造问题进行研究。Zhou等人基于BUA算法,提出了节点自由度约束下的具有最大代数连通度的生成树算法。近年来,除了在网络中寻找具有最小开销的连通链路之外,最小生成树也在其他领域发挥了重要的作用。

目前有大量文献针对最小生成树的构造问题进行研究。Gallager在1983年提出的分布式算法是最小生成树构建方面的经典算法,本书讨论了连通无方向图中各节点仅利用本地信息来构建最小生成树的方法,且对计算复杂度和节点间需要交互的信息量进行了推导分析。Liu和Vishkin针对自由空间光网络的初始化问题,提出了一种分布式自底向上算法(BUA)用以构建具有最大节点连通度的生成树。然而该算法仅考虑了节点连通度的最大化,忽略了最小权重问题。Zhou等人基于BUA算法,提出了节点自由度约束下的具有最大代数连通度的生成树算法。然而该算法同样忽略了最小权重问题。Khan等人针对无线Ad Hoc网络,提出了一种最近邻居树算法来构建具有能量效率最大化的生成树,能够生成近似最优的最小生成树。然而该算法没有考虑节点的移动性,仅对节点固定的网络有效。Polzin和Daneshmand通过松弛的线性规划方法对超图中的Steiner树(包括图中若干节点的最小生成树)和最小生成树的构建问题进行了研究,并讨论了相关等价问题的求解方法,为采用松弛约束思路来简化最优化问题探索了方向。Singh通过人工蚁群(ABC)算法研究了至少包含1片“叶”的叶约束最小生成树(LCMST)问题,一方面将最小生成树的概念进行了进一步的拓展,对包括其他约束条件的最小生成树构建问题进行了分析,另一方面探索了采用人工智能算法研究最小生成树问题的方法。近年来,除了在网络中寻找具有最小开销的连通链路之外,最小生成树也在其他领域发挥了重要的作用。比如系统风险分析冗余数据存储、高分辨率遥感图像最优分割和电力系统恢复等。