35、基于禁忌搜索的QoS组播路由算法解析

基于禁忌搜索的QoS组播路由算法解析

在网络通信领域，组播路由问题一直是研究的热点。尤其是带宽 - 延迟约束下的最小成本组播路由问题，对于提高网络资源利用率和通信效率至关重要。传统的启发式算法在解决这类问题时存在一定的局限性，因此，计算智能方法如遗传算法、模拟退火和禁忌搜索等逐渐受到关注。本文将详细介绍基于禁忌搜索的算法，用于解决带宽 - 延迟约束的最小成本组播路由问题。

1. 传统算法的局限性与新算法的提出

传统上，为解决受限斯坦纳树问题，提出了许多启发式算法，如Kompella–Pasquale–Polyzos（KPP）启发式算法和有界最短组播算法（BSMA）启发式算法。其中，BSMA是最好的确定性延迟约束最小成本组播算法。然而，这些算法是专门为仅具有一个QoS约束的实时应用开发的。而且，大多数启发式算法既无法达到可接受的运行时间，也不能计算出具有最优成本的组播树。

因此，计算智能方法如遗传算法（GA）、模拟退火（SA）和禁忌搜索（TS）变得更合适。已有多种基于GA和TS的算法被提出用于解决受限斯坦纳树问题。但在大多数基于TS的算法中，每次迭代会检查一些随机移动，而在禁忌搜索中，随机化的重要性被降低，因为智能搜索应基于更系统的指导形式。Ghaboosi和Haghighat探索了给定迭代中的整个邻域，表明评估所有可行移动而非检查随机移动会得到更好的平均树成本解，但这在邻域空间大或元素评估成本高的情况下耗时较长。

为解决这些问题，本文提出了基于禁忌搜索的算法，采用名为混合候选列表（Hybrid candidate list）的有效候选列表（CL）策略，用于解决带宽 - 延迟约束的最小成本组播路由问题。该策略通过智能过程生成候选移动，而非随机或简单过程，能在相对