We consider basic communication tasks in arbitrary radio networks: $k$-broadcasting and $k$-gathering. In the case of $k$-broadcasting messages from $k$ sources have to get to all nodes in the network. The goal of $k$-gathering is to collect messages from $k$ source nodes in a designated sink node. We consider these problems in the framework of distributed algorithms with advice. Krisko and Miller showed in 2021 that the optimal size of advice for $k$-broadcasting is $Θ(\min(\log Δ,$ $ \log k))$, where $Δ$ is equal to the maximum degree of a vertex of the input communication graph. We show that the same bound $Θ(\min(\log Δ, \log k))$ on the size of optimal labeling scheme holds also for the $k$-gathering problems. Moreover, we design fast algorithms for both problems with asymptotically optimal size of advice. For $k$-gathering our algorithm works in at most $D+k$ rounds, where $D$ is the diameter of the communication graph. This time bound is optimal even for centralized algorithms. We apply the $k$-gathering algorithm for $k$-broadcasting to achieve an algorithm working in time $O(D+\log^2 n+k)$ rounds. We also exhibit a logarithmic time complexity gap between distributed algorithms with advice of optimal size and distributed algorithms with distinct arbitrary labels.


翻译:我们研究任意无线电网络中的基本通信任务:k-广播与k-聚集。在k-广播场景中,来自k个源节点的消息需传递至网络中的所有节点;而k-聚集的目标是将k个源节点的消息收集至指定的汇聚节点。我们在带建议信息的分布式算法框架下探讨这些问题。Krisko与Miller于2021年证明,k-广播的最优建议信息规模为Θ(min(log Δ, log k)),其中Δ为输入通信图中顶点的最大度数。我们证明,对于k-聚集问题,最优标签方案的规模同样满足Θ(min(log Δ, log k))这一界限。此外,我们针对两个问题设计了具有渐近最优建议信息规模的快速算法。对于k-聚集,我们的算法至多在D+k轮内完成(D为通信图的直径),该时间界限即使对集中式算法也是最优的。我们将k-聚集算法应用于k-广播,实现了在O(D + log² n + k)轮内运行的算法。我们还揭示了具有最优规模建议信息的分布式算法与使用任意不同标签的分布式算法之间存在对数级时间复杂度差距。

0
下载
关闭预览

相关内容

在数学和计算机科学之中,算法(Algorithm)为一个计算的具体步骤,常用于计算、数据处理和自动推理。精确而言,算法是一个表示为有限长列表的有效方法。算法应包含清晰定义的指令用于计算函数。 来自维基百科: 算法
【CVPR2024】掩码自解码器是有效的多任务视觉通用模型
专知会员服务
20+阅读 · 2024年3月16日
【ICLR2022】GNN-LM基于全局信息的图神经网络语义理解模型
专知会员服务
16+阅读 · 2021年10月4日
专知会员服务
30+阅读 · 2021年2月26日
专知会员服务
46+阅读 · 2020年10月22日
专知会员服务
45+阅读 · 2020年9月3日
KDD20 | AM-GCN:自适应多通道图卷积网络
专知会员服务
40+阅读 · 2020年8月26日
ICLR'21 | GNN联邦学习的新基准
图与推荐
12+阅读 · 2021年11月15日
图节点嵌入(Node Embeddings)概述,9页pdf
专知
15+阅读 · 2020年8月22日
【NeurIPS2019】图变换网络:Graph Transformer Network
CNN 反向传播算法推导
统计学习与视觉计算组
30+阅读 · 2017年12月29日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
9+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
18+阅读 · 2024年12月27日
A Survey of Large Language Models
Arxiv
501+阅读 · 2023年3月31日
VIP会员
最新内容
2025年大语言模型进展报告
专知会员服务
0+阅读 · 27分钟前
多智能体协作机制
专知会员服务
0+阅读 · 31分钟前
非对称优势:美海军开发低成本反无人机技术
专知会员服务
4+阅读 · 今天4:39
《美战争部小企业创新研究(SBIR)计划》
专知会员服务
5+阅读 · 今天2:48
《军事模拟:将军事条令与目标融入AI智能体》
专知会员服务
8+阅读 · 今天2:43
【NTU博士论文】3D人体动作生成
专知会员服务
6+阅读 · 4月24日
以色列军事技术对美国军力发展的持续性赋能
专知会员服务
8+阅读 · 4月24日
《深度强化学习在兵棋推演中的应用》40页报告
专知会员服务
13+阅读 · 4月24日
《多域作战面临复杂现实》
专知会员服务
9+阅读 · 4月24日
《印度的多域作战:条令与能力发展》报告
专知会员服务
4+阅读 · 4月24日
相关VIP内容
【CVPR2024】掩码自解码器是有效的多任务视觉通用模型
专知会员服务
20+阅读 · 2024年3月16日
【ICLR2022】GNN-LM基于全局信息的图神经网络语义理解模型
专知会员服务
16+阅读 · 2021年10月4日
专知会员服务
30+阅读 · 2021年2月26日
专知会员服务
46+阅读 · 2020年10月22日
专知会员服务
45+阅读 · 2020年9月3日
KDD20 | AM-GCN:自适应多通道图卷积网络
专知会员服务
40+阅读 · 2020年8月26日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
9+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员