新的基于MPH的时延约束Steiner树算法

为了在时延约束条件下进一步优化多播树代价并降低算法的复杂度,研究了时延受限的Steiner树问题。在DCMPH算法的基础上,通过改进节点的搜索路径,提出了一种新的基于MPH的时延约束Steiner树算法。该算法中每个目的节点通过最小代价路径加入当前多播树;若时延不满足要求,则通过合并最小时延树进而产生一个满足时延约束的最小代价多播树。仿真实验表明,新算法在性能、空间复杂度方面均优于DCMPH算法。     

基于CBT的多源Steiner树构造算法

构造最小代价树问题可形式化为图论中Steiner树问题。而Steiner树的求解已经被证明是一个NP-complete问题,不可能在多项式时间求得其精确解,所以出现许多启发式算法：在可接受时间内,得到一棵近似的最优多播树。这些算法一般先指定所有链接边的费用,通过一定方法或规则,找出包含源端和所有目的端的一棵近似最优的多播树。很显然,它们并没有考虑由于路径的共享重叠而引起最小生成树链接边费用的变化。现利用CBT算法思想对变化的费用进行建模并对典型启发式算法作了改进,以适应不断变化了的链路费用。     

基于加权节点的Steiner树启发式算法

Steiner最小树问题是一个NP完全问题,被广泛应用在通信网络中点到多点的路由选择。为了实现更多链路的共享,减少所求Steiner树的费用,提出了一种基于加权节点求解Steiner树的启发式(NWMPH)算法。该算法构造了非正则点的权值公式,给每一个非正则点赋权值,根据权值对链路的费用进行修正,通过修正费用最短路径依次把所有的正则点连接起来,得到包含所有正则点的最小树。对STEINLIB标准数据集中的部分数据进行计算,结果表明: NWMPH算法与MPH算法所用时间基本相同,得到的Steiner树费用优于MPH算法;NWMPH算法比KBMPH算法所用时间少,得到的Steiner树费用绝大多数优于KBMPH算法。     

基于MPH的时延约束Steiner树算法

为了在时延约束条件下进一步优化组播树代价,并降低算法计算复杂度,研究了时延受限的Steiner树问题.分析了MPH(minimum path heuristic)算法的计算复杂度;在此基础上设计了一个时延约束Steiner树算法DCMPH(delay constrained MPH)用于构造时延约束最小代价组播树.该算法中每个目的结点通过与当前组播树有最小代价的路径加入组播树;若时延不满足要求,则通过合并最小时延SPT(shortest path tree)树进而产生一个满足时延约束的最小代价组播树.仿真实验表明,DCMPH算法生成的组播树在保证时延要求的情况下,与同类算法相比取得了很好的代价性能和较低的计算复杂度.     

欧氏Steiner最优树的快速算法

针对欧氏平面内连接固定原点的最小树长问题,即欧氏Steiner最优树问题,给出了插入算法、递增优化算法、遗传算法等三种快速算法,并在微机上予以实现。经大量实例测试和结果比较,获得了满意的效果。     

一种以电性能优化为目标的Steiner树算法

本文提出了一种以电性能优化为目标的Ｓｔｅｉｎｅｒ树算法，它把从线网的源点到漏点的时间延迟最小作为求解Ｓｔｅｉｎｅｒ树的目标，文中首先给出一种多端线网连线延迟模型，然后导出它的上界，它是线网连线总长和从源点到漏点路径长度的函数。     

哈林网络中Steiner树问题的线性时间算法

设计一个在哈林网络中求解Steiner树的线性时间算法,提出伪扇的概念并在伪扇扩充至扇的过程中对Steiner树在扇中可能出现的状态进行枚举,递归压缩哈林图中的扇,通过还原所有扇得到Steiner树。算法的正确性证明、复杂度分析及应用实例分析证明,该算法对于哈林网络的多播选路具有重要的参考价值。     

基于本地域信息的时延约束Steiner树算法

提出一种基于本地域QoS信息的时延约束Steiner树算法,通过最短代价路径构造组播树,源节点根据目的节点及源区域边界路由器提供的最短时延路径信息,对剩余目的进行集中式路由计算,并由控制消息完成组播树的配置及环路删除。该算法不依赖于全局性的QoS信息,从而避免大量控制开销与陈旧QoS信息的影响。仿真实验结果表明,该算法具有较高的加入成功率以及较合理的控制开销。     

基于最小Steiner树的关键词查询方法

在关系数据库中,关键词查询无需用户学习查询语言和数据库模式相关知识,而且有效地扩大了查询范围.采用元组图描述关系数据库中元组关系,可使关键词查询问题转化为元组图的最小Steiner树求解问题.本文提出元组图上基于相似度的边权重计算方法,使边权重能够反映元组与关键词相似度的大小.然后,鉴于最小Steiner树求解问题是NP-完全问题,提出按照贪心策略执行Dijkstra算法的最小Steiner树较优解求解算法.最后,通过实验对算法进行了分析和验证.     

一类扩展的Steiner树优化问题有其应用

本文提出了一个计算机通信和分布式系统的一类扩展的Ｓｔｅｉｎｅｒ树问题，对此问题设计了两个求其最优解的算法。这两个算法的时间复杂性分别是Ｏ和Ｏ。其中，ｋ是一棵Ｓｔｅｉｎｅｒ树需支撑的给定顶点的个数。     

矩形Steiner最小树布线灵活度

矩形Steiner最小树(RSMT)的布线灵活度影响其结构变形能力,直接影响芯片布线的收敛性.文中从树边形态、结构固有变形和拓扑变形3方面对线网的RSMT的布线灵活度进行刻画,给出了更能反映RSMT结构变形能力的计算模型.针对布线灵活度的"瓶颈"问题,提出了拥挤驱动的RSMT布线灵活度挖掘算法:根据树形的最短布线路径布线可能情况,定义了树边的布线灵活度;进而考虑RSMT结构中所有树边布线灵活度的组合情况和RSMT拓扑的变形性,得到RSMT布线灵活度.实验结果表明:将计算模型应用到拥挤驱动的RSMT布线灵活度挖掘算法,良好地改善了布线拥挤;将该挖掘算法应用到FastRoute4.1总体布线算法中,能够缩短14%的运行时间.     

考虑障碍的多端点最小直角Steiner树构造算法

首先将所有障碍视为不存在,构造初始Steiner树、连接线网所有端点,可采用已有的无障碍Steiner树算法来实现．然后考虑障碍的影响,改造所构造的初始Steiner树：找到初始Steiner树与障碍的相交点,重布某些树边,使它们绕过障碍,并尽量保持树长较短;进一步地,加入预处理和后期处理措施,以更好地处理特殊线网并使算法的结果更优．该算法能够处理多个障碍的情况,并能适应多种形状的障碍;同时,算法有较高的效率,其复杂度为O(m,z),其中,m和n分别是障碍个数和线网端点数．该算法已经在SUN工作站、Unix上利用C语言编程实现,并进行了MCNC电路测试．测试结果表明：文中算法得到的树长结果仅与最优值平均相差5．31％,且算法的执行时间保持在1s以内．     

ACO-Steiner: Ant Colony Optimization Based Rectilinear Steiner Minimal Tree Algorithm

The rectilinear Steiner minimal tree （RSMT） problem is one of the fundamental problems in physical design, especially in routing, which is known to be NP-complete. This paper presents an algorithm, called ACO-Steiner, for RSMT construction based on ant colony optimization （ACO）. An RSMT is constructed with ants＇ movements in Hanan grid, and then the constraint of Hanan grid is broken to accelerate ants＇ movements to improve the performance of the algorithm. This algorithm has been implemented on a Sun workstation with Unix operating system and the results have been compared with the fastest exact RSMT algorithm, GeoSteiner 3.1 and a recent heuristic using batched greedy triple construction （BGTC）. Experimental results show that ACO-Steiner can get a short running time and keep the high performance. Furthermore, it is Mso found that the ACO-Steiner can be easily extended to be used to some other problems, such as rectilinear Steiner minimal tree avoiding obstacles, and congestion reduction in global routing.     

X结构下VLSI多层绕障Steiner最小树算法

Steiner最小树作为VLSI布线的基础模型,应进一步考虑到X结构、障碍物、多层等条件,文中基于粒子群优化提出了多层绕障X结构Steiner最小树算法.首先引入边变换操作以改变布线树的拓扑,使其具有较强的绕障能力;为了避免边变换操作带来的布线树环路问题,结合并查集策略设计新的操作算子;为了保证布线边不违反约束,提出一个与绕障情况及通孔数相关的惩罚函数策略,从而优化了多层布线中布线总代价这一最重要的目标.实验结果表明,相对于同类算法,该算法在布线总代价的优化能力上是最强的.     

Improved computation of plane Steiner Minimal Trees

ASteiner Minimal Tree (SMT) for a given setA = {a ₁,...,a _n } in the plane is a tree which interconnects these points and whose total length, i.e., the sum of lengths of the branches, is minimum. To achieve the minimum, the tree may contain other points (Steiner points) besidesa ₁,...,a _n . Various improvements are presented to an earlier computer program of the authors for plane SMTs. These changes have radically reduced machine times. The existing program was limited in application to aboutn = 30, while the innovations have facilitated solution of many randomly generated 100-point problems in reasonable processing times.This work was supported by the Canadian Natural Sciences and Engineering Council under Grant Numbers A-7544 and A-7558.     

Approximations for a Bottleneck Steiner Tree Problem

Abstract. In the design of wireless communication networks, due to a budget limit, suppose we could put totally n+k stations in the plane. However, n of them must be located at given points. Of course, one would like to have the distance between stations as small as possible. The problem is how to choose locations for other k stations to minimize the longest distance between stations. This problem is NP-hard. We show that if NP \neq P , no polynomial-time approximation for the problem in the rectilinear plane has a performance ratio less than 2 and no polynomial-time approximation for the problem in the Euclidean plane has a performance ratio less than \sqrt 2 and that there exists a polynomial-time approximation with performance ratio 2 for the problem in both the rectilinear plane and the Euclidean plane.     

Steiner Tree问题的研究进展

Steiner树问题是经典的NP难解问题,在计算机网络布局、电路设计以及生物网络等领域都有很多应用。随着参数计算理论的发展,已经证明了无向图和有向图中的Steiner树问题都是固定参数可解的(FPT)。介绍了无向图和有向图中Steiner树问题的近似算法和参数算法,分析了一些特殊Steiner树问题的研究现状,还讨论了顶点加权Steiner树问题的研究进展。最后,提出了该问题的进一步研究方向。     

基于非hanan点的时延约束最小斯坦那树生成方法

介绍了一个基于非hanan点的时延约束最小斯坦那树生成方法,该方法引入非hanan点的概念,可以得到长度费用优化较好的布线树.     

Approximation Schemes for Node-Weighted Geometric Steiner Tree Problems

In this paper we introduce a new technique for approximation schemes for geometrical optimization problems. As an example problem, we consider the following variant of the geometric Steiner tree problem. Every point u which is not included in the tree costs a penalty of π(u) units. Furthermore, every Steiner point that we use costs c _S units. The goal is to minimize the total length of the tree plus the penalties. Our technique yields a polynomial time approximation scheme for the problem, if the points lie in the plane. A preliminary version of this paper appeared in the Proceedings of the 8th International Workshop on Approximation Algorithms for Combinatorial Optimization Problems, 2005, 221–232.     

欧氏Steiner最小树问题的智能优化算法

欧氏平面内连接固定原点的最小树长问题，即欧氏Steiner最小树问题，为组合优化中的NP难题，因此合理的方法是寻找启发式算法。该文给出了两种智能优化算法——模拟退火法和蚂蚁算法。首先概述智能优化算法并将中面划分成网格，然后分别介绍两种算法的原理及实现过程，最后通过一系列计算实验，测试了算法的运行性能，获得了较好的效果。