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Constrained maximum weighted bipartite matching:a novel approach to radio broadcast scheduling

Science China(Information Sciences) 2019年第7期62卷 156-169页

作者： Shaojiang WANG Tianyong WU Yuan YAO Dongbo BU Shaowei CAI State Key Laboratory of Computer Science Institute of SoftwareChinese Academy of Sciences School of Computer Science and Technology University of Chinese Academy of Sciences Beijing Key Lab of Human-Computer Interaction Institute of SoftwareChinese Academy of Sciences Institute of Computing Technology Chinese Academy of Sciences

Given a set of radio broadcast programs, the radio broadcast scheduling problem is to allocate a set of devices to transmit the programs to achieve the optimal sound quality. In this article, we propose a complete algorithm to solve the problem, which is based on a branch-and-bound(BnB) algorithm. We formulate the problem with a new model, called constrained maximum weighted bipartite matching(CMBM),i.e., the maximum matching problem on a weighted bipartite graph with constraints. For the reduced matching problem, we propose a novel BnB algorithm by introducing three new strategies, including the highest quality first, the least conflict first and the more edge first. We also establish an upper bound estimating function for pruning the search space of the algorithm. The experimental results show that our new algorithm can quickly find the optimal solution for the radio broadcast scheduling problem at small scales, and has higher scalability for the problems at large scales than the existing complete algorithm.

关键词： radio broadcast scheduling branch-and-bound algorithm constrained maximum weighted bipartite matching Kuhn-Munkres algorithm strategy combinations

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