Distributed Deterministic Broadcasting in Uniform-Power Ad Hoc Wireless Networks
移动自组网、车载自组网、iThings、纳米设备等未来技术的发展都依赖于多跳自组网中高效的分布式通信协议。这一领域的绝大多数研究集中在设计启发式协议，并通过随机生成的网络或在一些（通常是小规模的）无线网络的实际测量中获得的网络模拟来分析其性能。%的图书馆。此外，它们通常假设访问真正随机的源，这在无线设备的情况下通常是不合理的。本文利用一个形式化的框架来研究任意二维的欧几里德无线网络中具有均匀发射功率的广播问题及其时间复杂度。对于分析，我们考虑两种流行的模型的ad hoc网络的信号干扰噪声比（SINR）的基础上：一个机会主义的链接，和其他随机干扰的SINR。在前一个模型中，我们表明，我们的算法之一完成广播在$O(D\log^2 n)$轮，其中$n$是节点的数量和$D$是网络的直径。如果节点先验地知道网络的粒度$g$，即，任何两个站之间最小距离的最大传输范围的倒数，该算法的修改实现了$O(D\log g)$轮中的广播。最后，我们修改这两种算法，使它们在后一种模型中的效率与随机干扰的信干噪比，只有对数增长的性能。我们的是第一个证明有效的和可扩展的，在这两个模型下，广播任务的分布式确定性解决方案。
2013-02-17 cs.DC
Improved lower bound for deterministic broadcasting in radio networks
我们考虑无线电网络中的确定性广播的问题时，节点的网络拓扑结构的知识有限。我们证明了对于每个确定性广播协议，存在一个半径为2的网络，对于该网络，该协议在恒定直径网络中至少需要$Ω(\sqrt{n}) rounds for completing the broadcast. Our argument can be extended to prove a lower bound of Omega(\sqrt{nD}) rounds for broadcasting in radio networks of radius D. This resolves one of the open problems posed in [29], where in the authors proved a lower bound of $ Ω（n^{1/4}）轮进行广播。证明了一类特殊的半径为2的网络的新的$Ω(\sqrt{n})$下界。该系列的每个网络均由O（\sqrt{n}）组件组成，这些组件仅通过源节点相互连接。证明的核心是一个新的模拟论点，它本质上说，任何任意复杂的策略的源节点可以模拟的网络的节点，如果源节点只是传输部分拓扑知识的一些组件，而不是任意复杂的消息。据我们所知，这种类型的模拟参数是新颖的，可能是有用的，在进一步提高下限或可能会发现在其他应用程序中使用。关键词：无线电网络，确定性广播，…
2008-01-31 cs.DC cs.DM
Deterministic graph connectivity in the broadcast congested clique
我们提出了确定性常数轮协议的图形连接问题的模型中，每个$n$节点的图形接收一行的邻接矩阵，并广播一个单一的次线性大小的消息到所有其他节点。沟通回合是同步的。这种模型有时被称为广播拥塞集团。具体来说，我们展示了一个确定性的协议，计算连接组件的输入图中的$\lceil 1/ε\rceil$轮，每个球员沟通$\mathcal{O}(n^ε \cdot \log n)$位每轮，与$0 < ε\leq 1$。我们还提供了一个确定性的一轮协议的连接，在模型中，当每个节点接收到的图形诱导的节点在距离最$r>0$的输入，并传达$\mathcal{O}(n^{1/r} \cdot \log n)$位。这个结果是基于$d$修剪协议，该协议包括连续地移除最多$d$的度的节点，直到获得具有大于$d$的最小度的图。我们的技术新颖性是引入确定性稀疏线性草图：线性压缩函数，允许确定性地恢复稀疏布尔向量。
2017-06-09 cs.DC cs.DS
Deterministic subgraph detection in broadcast CONGEST
我们提出了简单的确定性算法的子图发现和枚举的广播CONGEST模型的分布式计算：--对于任何恒定的$k$，检测$k$ -路径和树的$k$节点可以在$O(1)$轮。--对于任何常量$k$，检测$k$ -循环和$k$节点上的伪树可以在$O(n)$轮中完成。--在$d$ -退化图上，团和$4$ -圈可以在$O(d + \log n)$轮中枚举，$5$ -圈可以在$O(d^2 + \log n)$轮中枚举。在许多情况下，这些界限紧到对数因子。此外，我们表明，$d$退化图的算法可以改进到最佳的复杂度$O(d/\log n)$和$O(d^2/\log n)$，分别在支持的CONGEST模型，这可以被看作是一个中间模型之间的CONGEST和拥塞集团。
2017-09-21 cs.DC cs.DS
Deterministic Broadcasting and Gossiping with Beeps
广播和八卦是网络中的基本通信任务。在广播中，网络的一个节点具有必须被所有其他节点学习的消息。在闲聊中，每个节点都有一个（可能不同的）消息，所有消息都必须被所有节点学习。我们在一个称为{ \em蜂鸣模型}的非常弱的通信模型中研究这些经过充分研究的任务。通信在同步循环中进行。在每一轮中，节点可以监听，即，保持沉默，或哔哔声，即，发出信号。如果节点在一轮中侦听并且如果一个或多个相邻节点在该轮中发出蜂鸣声，则节点在该轮中听到蜂鸣声。所有节点具有来自集合$\{0,\dots , L-1\}$的不同标签。我们的目标是提供快速确定性算法的广播和八卦的哔哔声模型。设$N$为网络大小的上界，$D$为网络直径。设$m$为广播中消息的大小，$M$为流言中所有输入消息大小的上限。对于广播任务，我们给出了一个在任意网络上按时间工作的算法$O(D+m)$，它是最优的。对于闲聊的任务，我们给出了一个算法工作在时间$O(N(M+D\log L))$任意网络。在写这篇论文的时候，我们还不知道这篇论文：A。Czumaj，P. Davis，Communicating with Beeps，arxiv：1505.06107 [cs.DC]其中包含广播的相同结果和在稍微不同的模型中的更强的八卦上限。
2015-10-21 cs.DC cs.DS
Deterministic Consensus Algorithm with Linear Per-Bit Complexity
在本报告中，基于我们最近的技术报告[2]中的确定性多值一对多拜占庭协议（广播）算法，我们引入了一个确定性多值全对全拜占庭协议算法（共识），每个比特的线性复杂度都是一致的。本说明中的讨论并非自成一体，在很大程度上依赖于[2]中的材料-请参阅[2]以了解必要的背景。
2010-08-26 cs.DC
Deterministic Fault-Tolerant Connectivity Labeling Scheme
本文提出确定性容错连通性标记方案，通过纠错码和图稀疏化技术，实现O(f² polylog(n))标签大小，解决开放问题并改进距离标记与路由。
2023-11-16 cs.DC cs.DS
Deterministic Even-Cycle Detection in Broadcast CONGEST
本文提出了一种在 Broadcast CONGEST 模型中判定 $C_{2k}$-freeness 的确定性算法，其轮复杂度为 $O(n^{1-1/k})$，与已知最佳随机算法相匹配，并在 $k=2$ 时达到对数因子内的最优。
2025-05-01 cs.DC cs.DS
Distributed backbone structure for deterministic algorithms in the SINR model of wireless networks
信干噪比（SINR）物理模型是无线网络的合理模型之一。尽管在SINR物理模型下对支持无线通信的集中式算法的设计和分析进行了大量的研究，但对该模型中的分布式算法，特别是确定性算法知之甚少。在这项工作中，我们构建，在一个确定性的分布式方式，骨干结构上的一个给定的无线网络，它可以用于转换许多算法设计在一个简单的模型ad hoc广播网络的干扰与统一的功率站的SINR物理模型，而不会增加他们的渐近时间复杂度。骨干数据结构构建的时间开销仅为O（Delta polylog n）轮，其中Delta大致为网络密度的倒数，n为整个网络的节点数。该结构的核心是一种新的组合结构，称为信干噪比选择器，这是本文介绍和构造。我们证明了权力的骨干数据结构，通过使用它获得有效的O（D+Delta polylog n）轮和O（D+k+Delta polylog n）轮确定性分布式解决方案的领导人选举和多广播，分别，其中D是网络直径和k是要传播的消息的数量。
2012-07-16 cs.DC
Distributed Broadcasting in Wireless Networks under the SINR Model
随着移动自组网、车载自组网、iThings等大规模多跳无线技术的出现，设计高效的分布式协议来维护网络架构并提供基本的通信工具至关重要。其中一个基本的通信任务是广播，也称为1对所有通信。我们提出了几个新的高效的分布式算法，并评估其时间性能的理论和模拟。第一种随机算法在具有n个节点和直径D的均匀幂网络上，当配备网络密度的局部估计时，以至少1-d的概率在O（D+log（1/d））轮中完成广播。此外，我们评估的平均性能，该协议的模拟两类生成的网络-均匀和社会-并比较结果与性能的指数退避启发式。我们的是第一个可证明有效和可扩展的分布式解决方案（全球）广播任务。第二种随机化协议不依赖于局部密度的估计，时间性能仅略高于第一种协议，时间性能为O（（D+log（1/d））logn）。最后，给出了一个时间复杂度为O（Dlog^2 n）的确定性算法，并给出了理论分析.
2013-02-17 cs.DC
Deterministic Protocols in the SINR Model without Knowledge of Coordinates
针对无线设备传输的SINR（Signal-to-Interference-plus-Noise-Ratio，信号干扰噪声比）模型中的经典广播问题进行了大量研究。通常研究的设置是当所有无线电节点发送相同强度的信号时。这项工作研究了具有挑战性的问题，设计一个分布式算法的多广播，假设一个子集的节点最初是清醒的，对于SINR模型时，每个设备只能访问知识的节点总数在网络$n$，从每个节点的标签采取$\lbrace 1,\dots,N \rbrace$的范围，以及设备本身的标签。具体来说，我们假设没有知识的设备的物理坐标，也没有知识的邻居的每个节点。我们提出了一个确定性协议，这个问题在$O(n \lg N \lg n)$轮。有没有已知的多项式时间确定性算法在文献中的这种设置，它仍然是在这个领域的原则开放的问题。$Ω(n \lg N)$回合的下界对于没有局部知识的确定性广播是已知的。除了上述结果，我们提出的算法，以实现多个广播在$O(n \lg N)$轮，并创建一个骨干在$O(n \lg N)$轮，假设所有的节点最初是清醒的。对于给定的骨干网，可以在$O(\lg N)$轮中在骨干网中的每对连接节点之间交换消息，并且可以在$O(Δ\lg N)$轮中在骨干网中的任何节点与其指定的联系节点之间交换消息。
2020-08-15 cs.DC cs.DS
Deterministic Blind Radio Networks
Ad-hoc无线电网络和多址信道是分布式系统的经典模型，并得到了充分的研究，有大量的文献确定性算法的基本通信原语，如广播和唤醒。然而，几乎所有这些算法都假设参与节点的数量和可能的ID的范围的知识，并且通常进一步假设后者在前者中是线性的。这些都是非常强的假设模型，旨在捕捉网络的弱设备组织在一个特设的方式。人们认为，如果没有这些知识，确定性算法的效率必然会低得多。在本文中，我们解决这个基本问题，并表明，这是不是这样的。我们提出了\emph{deterministic}算法的\emph{blind}网络（其中节点只知道自己的ID），匹配或接近匹配的运行时间最快的算法，假设网络知识（甚至超过以前的最快的算法，假设参数知识，但不是小标签）。具体地，在具有$k$参与节点和高达$L$的ID的多个接入信道中，我们给出了需要$O(\frac{k\log L \log k }{\log\log k})$时间的唤醒算法，其在De Marco等人（2007）的$O(L^3 \log^3 L)$时间算法上有显著改进，以及需要\sloppy{$O(k\log L \log\log k)$ }时间的广播算法，其在大多数情况下在Gasieniec等人（2001）的$O(L)$时间算法上有改进。此外，我们展示了这些相同的算法如何直接应用于多跳无线电网络，实现更大的运行时间的改善。
2018-05-13 cs.DC
Information Dissemination in Unknown Radio networks with Large Labels
我们考虑在完全未知的ad-hoc无线电网络中的确定性广播和流言的问题。我们假设节点不知道网络的拓扑结构，甚至不知道网络的大小$n$，除了$n > 1$。当$n$已知时，可以运行用于普通模型的协议，以获得关于网络大小的越来越大的估计$2^i$，但是不能确定何时应当终止这样的协议。因此，为了执行这种设计范例，应该检测过程的成功完成或未完成，并且这种知识在网络中循环。我们考虑的问题，确定性确认广播和流言时，节点可以采取多项式大标签。对于上述设置，我们提出了强连接网络的以下结果：（a）一个确定性的协议，确认广播需要$NRG(n,n^c)$轮，其中$NRG(n,n^c)$是轮复杂性的确定性gossiping香草模型。(b)一个确定性的协议确认八卦，它需要$O(n^2 \lg n)$轮时，冲突检测机制是可用的。网络中的节点的传输结构，使他们能够推断碰撞，并发现存在未知的邻域作为结果，被抽象为一个家庭的整数集称为选择碰撞家庭。我们使用概率方法证明了选择-碰撞族的存在性，并利用它们设计了在没有碰撞检测机制时的确认流言协议。最后，我们提出了一个确定性的协议，确认广播双向网络，与一轮的$O(n \lg n)$轮的复杂性。
2011-08-30 cs.DC cs.DM cs.DS
Asynchronous Broadcasting with Bivalent Beeps
在广播中，网络的一个节点具有必须被所有其他节点学习的消息。我们研究确定性算法，这个基本的通信任务在一个非常弱的无线通信模型。节点发送的唯一信号是哔哔声。此外，它们以异步方式传递给发出哔哔声的节点的邻居：发送和接收之间的时间是有限的，但不可预测。我们首先观察到，在这种情况下，如果蜂鸣声都具有相同的强度，则不可能进行通信。因此，我们在二价哔哔声模型中研究广播，每个哔哔声可以是柔和的或响亮的。在接收端，如果一个节点在一轮中恰好接收到一个软嘟嘟声，则它被认为是软的。在一轮中收到的任何其他组合的哔哔声都是响亮的哔哔声。广播算法的成本是所有节点发送的哔哔声总数。我们考虑了节点可能拥有的关于网络的四个层次的知识：匿名（没有任何知识），ad-hoc（所有节点都有不同的标签，每个节点只知道自己的标签），邻域意识（每个节点知道自己的标签和所有邻居的标签）和完全知识（每个节点知道网络的整个标记图和源的身份）。我们首先表明，在匿名的情况下，广播是不可能的，即使是非常简单的网络。对于其他三个知识水平，我们提供了广播算法的最小成本的上限和下限。我们的结果显示所有这些场景之间的分离。也许令人惊讶的是，在ad-hoc和邻域意识水平之间的广播成本的跳跃比在邻域意识和完全知识水平之间的跳跃大得多，尽管在前两个水平中节点的知识是本地的，而在后一个水平中节点的知识是全局的。
2016-11-27 cs.DC
Deterministic Communication in Radio Networks
在本文中，我们提高了两个基本的通信原语在经典模型的ad-hoc无线电网络与未知的拓扑结构：广播和唤醒的确定性复杂性。我们考虑一个未知的无线电网络，其中所有的节点都没有关于网络拓扑的先验知识，并且只知道网络的大小$n$，任何节点的最大入度$Δ$，和网络的偏心率$D$。对于这样的网络，我们首先给出了一个算法的唤醒，基于小的通用同步器的存在。该算法在$O(\frac{\min\{n, D Δ\} \log n \log Δ}{\log\log Δ})$时间内运行，这是有向和无向网络中已知的最快的，在所有参数范围内都优于以前的最佳$O(n \log^2n)$时间结果，但特别是当最大入度很小时。接下来，我们介绍了一个新的组合框架的块同步，并证明存在这样的对象的低尺寸。使用这个框架，我们设计了一个新的确定性算法的广播，运行在$O(n \log D \log\log\frac{D Δ}{n})$时间的基本问题。这是有向网络中求解该问题的已知最快算法，改进了De Marco（2010）的$O(n \log n \log \log n)$时间算法和Czumaj和Rytter（2003）的$O(n \log^2 D)$时间算法。它也是第一个在$Ω(n \log D)$下限的对数-对数因子内的，这是由于Clementi等人。（2003年）的报告。我们的研究结果也有直接的影响，最快的\emph{deter…
2019-03-16 cs.DC
Deterministic Distributed Algorithms and Measurable Combinatorics on $Δ$-Regular Forests
CISPA Helmholtz Center for Information Security（CISPA赫尔姆霍兹信息安全中心）；National University of Singapore（新加坡国立大学）；University of Leipzig（莱比锡大学）；ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；Charles University（查理大学）；Eötvös Loránd University（罗兰大学）
研究确定性分布式算法与Δ-正则森林的可测组合学之间的联系，证明局部可检查标记问题的连续解与确定性局部算法复杂度O(log* n)等价，且巴依尔可测解与局部算法复杂度O(log n)等价。
2025-12-04 cs.DC math.LO
Improved Deterministic Leader Election in Diameter-Two Networks
本文研究了直径为2的网络中的领袖选举问题。最近，Chatterjee等人[DC 2020]研究了直径为2的网络中的领导者选举。他们提出了一种$O(\log n)$ -轮确定性{隐式}领导选举算法，该算法产生最佳$O(n\log n)$消息，但其算法的缺点是它需要$n$的知识。一个重要的问题--是否有可能消除对$n$知识的假设--在他们的论文中没有解决。在他们的论文中提出的另一个有趣的公开问题是，{ \em显式}领导者选举是否可以在$\tilde{O}(n)$消息中确定性地解决。在本文中，我们对这些问题给予了肯定的回答。此外，我们解决了{ \em广播问题}，另一个基本问题，在分布式计算，确定性直径为2的网络与$\tilde{O}(n)$消息和$\tilde{O}(1)$轮没有知识的$n$。事实上，我们解决了Chatterjee等人提出的所有悬而未决的问题。在直径为2的网络中的确定性领导选举问题。据我们所知，这是直径为2的网络中显式领导选举的第一个$\tilde{O}(n)$确定性结果，也没有$n$的知识。
2023-02-22 cs.DC
OciorCOOL: Faster Byzantine Agreement and Reliable Broadcast
本文将四阶段拜占庭协议 COOL 减少一个通信轮次，提出 OciorCOOL，并据此构造仅需六轮的最优可靠广播协议。
2024-09-09 cs.CR cs.DC cs.DS
Broadcast CONGEST Algorithms against Adversarial Edges
我们认为基石广播任务与自适应对手，控制一个固定数量的$t$边缘的输入通信图。在这个模型中，攻击者看到网络中的整个通信和节点的随机硬币，同时恶意操纵通过一组$t$边（节点未知）发送的消息。自Pease，Shostak和Lamport，JACM'80有影响力的工作以来，针对大量对抗模型的广播算法已经在理论和实践中研究了四十多年。尽管这种广泛的研究，有没有轮有效的广播算法，一般图在CONGEST模型的分布式计算。我们提供了第一轮有效的广播算法对自适应边缘对手。我们关于直径$D$的$n$ -节点图的两个关键结果如下：1.对于$t=1$，有一个确定性算法可以在$\widetilde{O}(D^2)$轮内解决问题，前提是图是3边连接的。该轮复杂度击败了$O(D^3)$轮的自然障碍，即$G$中给定节点对之间的$3$边不相交路径的最大长度的存在下限。该算法可以推广到$(2t+1)$边连通图中$t$对抗边的$\widetilde{O}(D^{O(t)})$ -轮算法。2.针对$Ω(t^2\log n)$度最小的扩展图，提出了一种改进的广播算法，该算法利用$O(t \log ^2 n)$轮对$t$对抗边进行广播.该算法利用了G-子图的连通性和电导性质，通过采用Karger的边缘采样技术。我们的算法标志着容错网络设计和可靠的分布式通信领域之间的新的连接。
2022-03-27 cs.DC cs.DS
Short Labeling Schemes for Topology Recognition in Wireless Tree Networks
我们认为在无线（无线电）网络建模为无向图的拓扑识别问题。拓扑识别是一项基本任务，其中网络的每个节点都必须输出底层图的映射，即，它的一个同构副本，并在这张地图上显示它自己。在无线网络中，节点在同步轮中通信。在每一轮中，节点可以向所有邻居发送消息，也可以保持沉默并进行监听。在接收端，如果$v$在给定轮中监听，并且如果$w$是其在该轮中发送的唯一邻居，则节点$v$在该轮中监听来自邻居$w$的消息。节点的标签是二进制字符串（不一定不同）。标签方案的长度是标签的最大长度。我们专注于无线网络建模树，我们调查两个问题。\begin{itemize} \item What is the shortest labeling scheme that permits topology recognition in all wireless tree networks of diameter $D$ and maximum degree $Δ$? \item What is the fastest topology recognition algorithm working for all wireless tree networks of diameter $D$ and maximum degree $Δ$, using such a short labeling scheme? \end{itemi…
2017-04-06 cs.DC
Parameterizable Byzantine Broadcast in Loosely Connected Networks
我们认为在多跳异步网络中的可靠广播信息的问题，尽管存在拜占庭故障：一些节点是恶意的，任意的行为。我们专注于非加密解决方案。大多数现有的方法给出了完美可靠广播的条件（所有正确的节点提供良好的信息），但需要高度连接的网络。最近提出了一种概率方法来处理松散连接的网络：拜占庭故障是随机分布的，正确的节点以高概率传递好的信息。第一种解决方案要求节点最初知道它们在网络上的位置，这在自组织或动态网络中可能是困难的或不可能的。第二种解决方案放宽了这一假设，但拜占庭式的容忍保证要弱得多。在本文中，我们提出了一个参数化的广播协议，不需要节点有任何知识的网络。我们给出了一种确定性技术来计算一组始终提供真实信息的节点，以应对给定的拜占庭故障集。然后，我们使用这种技术来实验评估我们的协议，并表明它显着优于以前的解决方案具有相同的假设。重要免责声明：这些结果尚未在国际会议或期刊上发表。这只是一份技术报告，介绍了中间和不完整的结果。这些结果的一般化版本可能正在提交中。
2013-12-08 cs.DC cs.DS cs.NI
Multi-Broadcasting under the SINR Model
我们研究了多跳无线网络中的多广播问题下的SINR模型部署在二维欧几里德平面。在多广播中，存在可能属于不同节点的$k$初始谣言，其必须被转发到网络的所有$n$节点。此外，在每一轮中，节点只能发送最多包含一个初始谣言和$O(\log n)$控制比特的小消息。为了成功地传送到节点，传输必须满足（信号与干扰噪声比）SINR条件，并且在接收器处具有足够强的信号。我们提出了确定性算法多广播不同的设置，反映了不同类型的知识的网络拓扑结构的节点：（i）整个网络拓扑结构（ii）自己的坐标和坐标的邻居（iii）只有自己的坐标，（iv）只有自己的ID和ID的邻居。对于前两种设置，我们提出了相对于网络直径和网络大小的多对数可扩展的解决方案，即，对于某个常数$c> 0$，解的复杂度为$\log^c n$，而后两者的解的轮复杂度在节点数上是超线性的。最后一个结果具有特殊意义，因为它是SINR模型的第一个结果，不需要节点知道它们在平面中的坐标（一种非常专业的知识类型），但复杂地利用了节点被植入2D欧几里得平面的理解。
2015-04-06 cs.DC cs.DS
The Energy Complexity of Broadcast
能量通常是电池供电设备网络中最受约束的资源，随着设备变得越来越小，它们将更大一部分能量用于通信（收发器使用）而不是计算。作为真实能量使用的不完美代理，我们将能量复杂度定义为设备传输/侦听的时隙数;空闲时间和计算是免费的。在本文中，我们调查的基本通信原语，如广播在多跳无线电网络的能量复杂性。我们考虑模型与碰撞检测（CD）和没有（无CD），以及随机和确定性算法。从这项工作中获得的一些信息包括：1。多跳网络中广播的能量复杂度与单跳网络中领导者选举的时间复杂度密切相关。许多现有的时间复杂度的下限立即转移到能量复杂度。例如，在CD和No-CD模型中，我们分别需要$Ω(\log n)$和$Ω(\log^2 n)$能量。2.只要有足够的（$Ω(n)$）时间，上述能量下限几乎可以达到。在CD和No-CD模型中，我们可以分别使用$O(\frac{\log n\log\log n}{\log\log\log n})$能量和$O(\log^3 n)$能量来求解广播。3.能量和时间的复杂性度量是相互冲突的，两者是否可以同时最小化是一个悬而未决的问题。我们给出了一个权衡，表明它是可能的，同时在这两个措施接近最优。对于任何恒定的$ε>0$，广播可以在具有$O(\log^{O(1/ε)} n)$能量的$O(D^{1+ε}\log^{O(1/ε)} n)$时间中求解，其中$D$是网络的直径。
2017-10-04 cs.DC cs.DS
A memory and communication efficient algorithm for decentralized counting of nodes in networks
图上的节点计数受到一些基本的理论限制，但这些问题的解决方案是必要的，在许多应用中的图论现实世界的系统，如集体机器人和分布式传感器网络。因此，已经提供了用于分布式图大小估计或计算的若干随机和朴素确定性算法。在这里，我们提出了一个确定性和分布式算法，允许每个节点的连接图，以确定在有限的时间内，如果上界的图形大小提供的图形大小。该算法包括在迭代聚合的信息在本地集线器，然后广播它在整个图。建议的节点计数算法是平均更有效的节点内存和通信成本比以前的确定性对应节点计数，并出现可比或更有效的平均情况下的时间复杂度。以及节点计数，该算法是更广泛地适用于问题，如求和图，群体感应，和自发的层次结构创建。
2020-05-28 cs.DC
Re-Rooting-Assisted Edge-Minimum Runtime Repair for Node and Link Failures in Dense Gaussian Broadcast Networks
Department of Computer Science, Faculty of Science, Kuwait University（科威特大学理学院计算机科学系）
针对密集高斯广播网络中的节点/链路故障，提出重根辅助的运行时修复框架，将故障节点转为边界叶子，用c-1条外部边修复，实验实现近100%恢复，减少80-100%修复边。
2026-06-23 cs.DC cs.IT cs.NI
Simple, Fast and Deterministic Gossip and Rumor Spreading
我们研究流言传播问题的流言算法，该问题要求每个节点向未知网络中的所有节点传递谣言。流言算法允许节点每轮只调用一个邻居，最近引起了人们的注意，作为消息有效，简单和强大的解决方案的谣言传播问题。最近，非均匀的随机流言计划被设计出来，以允许有效的谣言传播网络的瓶颈。特别地，[Censor-Hillel等人，STOC'12]给出了一个O（log^3 n）的算法来解决1-local广播问题，其中每个节点都希望与其1-邻域在本地交换谣言。通过反复应用该协议，可以解决所有小直径网络的全球谣言传播迅速，独立的电导。这和所有先前的流言传播问题的流言算法在其设计和分析中本质上是随机的。这导致了一个平行的研究方向，试图减少和确定有效的谣言传播所需的随机性。这已经通过限制模型的下限和设计减少随机性需求的流言算法来实现。这些结果的普遍直觉和共识是，随机化在有效传播谣言中起着重要作用。在本文中，我们提出了一个确定性的八卦算法，解决了在2（k+log n）log n轮的k-本地广播问题，在几个方面改进了这种状态的艺术。除了是谣言传播问题的第一个有效的确定性解决方案之外，该算法在许多方面都很有趣：它比其随机化的挂件更简单，更自然，更鲁棒和更快，并且保证了确定性而不是高概率的成功。它的分析更简单，自成一体，从根本上不同于以前的作品。
2014-04-05 cs.DC cs.DS math.CO
MSF and Connectivity in Limited Variants of the Congested Clique
拥塞团是一种同步的、消息传递的分布式计算模型，每轮计算中的每个计算单元（节点）可以向网络中的其他节点发送O（log n）比特的消息，其中n是节点的数目。该模型被认为是在两个极端的scanarios：单播或广播。在单播模型中，节点可以向网络的每个其他节点发送（可能）不同的消息。相反，在广播模型中，每个节点向所有其他节点发送单个（相同）消息。我们研究了拥塞集团模型参数的范围r，不同的消息，节点可以在一个回合中发送的最大数量。根据最近在单播拥塞团中图连通性和最小生成森林（MSF）算法设计方面的进展，我们在有限的拥塞团变体中研究了这些问题.我们提出了第一个次对数算法的连通组件在广播拥塞集团。然后，我们证明了MSF的有效单播确定性算法和连通分量的随机算法可以有效地在rcast模型中实现，rcast模型具有范围r = 2，在关于范围的层次结构中，在广播变量（r = 1）之上的拥塞集团的最弱模型。更重要的是，我们的算法给出了第一个具有最佳通信边容量的解，同时保持了小的轮复杂度。
2017-03-08 cs.DC cs.DS
Bolt-Dumbo Transformer: Asynchronous Consensus As Fast As the Pipelined BFT
在互联网上部署BFT共识是实现区块链服务的迫切需求。确定性（部分）同步协议在良好的网络条件下可以是简单和快速的，但是当同步假设失败时会受到拒绝服务。相反，异步协议对对抗性网络来说是健壮的，但由于固有的随机性，它要复杂得多，速度也更慢。面对这些问题，人们提出了乐观异步原子广播（Kursawe-Shoup，2002年; Ramasamy-Cachin，2005年）来改善缓慢异步共识的正常情况性能。如果网络条件保持良好，它们运行确定性的快速通道，如果快速通道失败，它们可以通过速度同步机制回退到完全异步的协议。不幸的是，现有的步伐同步直接使用异步多值验证拜占庭协议（MPERT）的沉重工具。我们提出了Bolt-Dumbo Transformer（BDT），一个实用的乐观异步原子广播的通用框架。在BDT的核心，我们提出了一个新的快速通道抽象，简单而快速，同时准备诚实的各方优雅地面对由恶意领导者或不良网络造成的潜在快速通道故障。这使得高效的步调同步能够处理回退。由此产生的设计减少了一个繁琐的MSTK的概念上最简单的二元协议的一个变种。除了详细的安全性分析，我们还给出了我们的框架的具体实例，并实现它们。大量的实验表明，BDT可以享受确定性协议（例如2链版本的HotStuff）的低延迟和最先进的异步协议的鲁棒性在实践中。
2022-08-31 cs.CR cs.DC
Finding the Size and the Diameter of a Radio Network Using Short Labels
网络的节点数量，称为其大小，以及网络节点之间的最大距离，称为其直径，是最重要的网络参数。知道大小和/或直径是许多分布式网络算法的先决条件。无线电网络是具有无线传输和接收能力的节点的集合。它被建模为一个简单的无向图，其节点在同步轮通信。在每一轮中，节点可以向所有邻居发送消息，也可以保持沉默并进行监听。在接收端，如果$v$在循环$i$中监听，并且如果$w$是其在循环$i$中发送的唯一邻居，则节点$v$在循环$i$中监听来自邻居$w$的消息。如果$v$在一轮中侦听，并且$v$的多个邻居在此轮中进行传输，则在$v$处发生冲突。如果$v$在一轮中传输，则它不会听到任何声音。如果侦听节点能够区分冲突和静默，我们说网络具有冲突检测能力，否则没有冲突检测。我们考虑的大小发现和直径发现的任务：找到的大小（分别。直径）。所有节点都必须输出大小（直径）的网络，使用确定性算法。节点的标签是二进制字符串。标签方案的长度是标签的最大长度。本文主要研究以下几个问题：1.在最大程度$Δ$的所有无线电网络中允许大小发现的最短标记方案是什么？2.在所有无线电网络中允许直径发现的最短标记方案是什么？我们表明，允许大小发现的标签计划的最小长度是$Θ(\log\log Δ)$。相比之下，我们表明，直径发现可以使用恒定长度的标签计划。
2020-11-11 cs.DC
Amnesiac Flooding: Easy to break, hard to escape
本文研究分布式无状态广播协议Amnesiac Flooding，证明其是特定约束下唯一的严格无状态确定性可终止广播协议，同时揭示其极低的故障鲁棒性并刻画相关配置与拜占庭智能体结构。
2025-10-29 cs.DC cs.DM cs.DS
Time Complexity of Broadcast and Consensus for Randomized Oblivious Message Adversaries
本文提出随机化无感知消息敌手模型，研究随机动态网络下的广播与共识问题，证明二者可在O(k+log n)轮内高概率完成，突破了确定性模型的线性时间下界。
2024-08-20 cs.DC cs.NI cs.SI
Distributed Binary Labeling Problems in High-Degree Graphs
本研究针对二值标记问题，将复杂度作为n、d、δ的函数分析，提出结构简单问题族并分类其复杂度，证明Θ_{d,δ}(log n)类问题的具体复杂度形式，还给出了适配高度节点的改进rake-and-compress技术。
2023-12-19 cs.DC cs.DS
Faster Deterministic All Pairs Shortest Paths in Congest Model
提出了一种新的确定性算法，用于求解无向图和有向图中的分布式加权最短路径。我们的算法在具有任意边权重的图上的拥塞模型中以$\tilde{O}(n^{4/3})$轮运行，并且它改进了Agarwal等人[ARKP 18]先前的$\tilde{O}(n^{3/2})$界。我们的新算法的主要组成部分是一个新的更快的技术，用于确定性地构建阻塞集和一个新的管道方法，用于确定性地传播距离值从源节点到网络中的阻塞集节点。这两种技术对其他分布式算法都有潜在的应用价值。我们的新的确定性算法计算阻塞集适应NC近似超图集覆盖算法在[BRS94]的阻塞集的分布式构造。它遵循两步过程：首先设计一个仅使用成对独立性的随机算法，然后使用线性大小的样本空间去随机化该算法。该算法运行的轮数与我们的APSP算法中计算$h$跳数最短路径的初始步骤几乎相同，并且通过在轮界中删除额外的$n\cdot |Q|$项，显着改进了[ARKP 18，AR 19]中的确定性阻塞集算法，其中Q是阻塞集。我们的APSP算法中的另一个新组件是一个确定性的流水线方法来传播从源节点到阻塞节点的距离值。我们使用一个简单的自然循环法，这一步，我们使用一个合适的进度措施，它实现了$\tilde{O}(n^{4/3})$的限制轮数。看来，用于有效广播多个值以及使用[HPDG+19，LSP 19]中的路由计划发送或接收消息的标准确定性方法不适用于此设置。
2020-05-19 cs.DC cs.DS
Re-Rooting-Assisted Edge-Minimum Runtime Repair for Node and Link Failures in Dense Eisenstein--Jacobi Broadcast Networks
Department of Computer Science, Faculty of Science, Kuwait University（科威特大学理学院计算机科学系）
针对密集Eisenstein-Jacobi广播网络中的节点/链路故障，提出基于选定三元组(r,θ,K_{r,θ})的混合修复方法，给出修复成功的充要条件，并通过确定性保证和实验验证实现100%恢复和边数减少。
2026-06-23 cs.DC cs.IT cs.NI
Bounded-Contention Coding for Wireless Networks in the High SNR Regime
无线网络中的有效通信通常受到若干发射节点之间的干扰的可能性的挑战。许多重要的研究已经投入到减少冲突的数量，以获得更快的算法，在这样的网络中的通信。本文提出了一种新的方法，无线通信，它包括冲突，而不是避免他们，在一个附加的信道。它引入了一种称为有界竞争编码（BCC）的编码技术，该技术允许接收节点将冲突成功解码为原始传输，并且其复杂性取决于发射机之间的竞争边界。BCC使得能够在具有n个节点和至多一个发射机的网络中进行确定性本地广播，其中每个发射机具有在与全双工无线电通信的O（a log n + al）比特内的1比特的信息，并且具有高概率地与半双工无线电通信的O（（a log n + al）（log n））比特。当与随机线性网络编码相结合时，BCC以高概率在O（（D + a + log n）（a log n +1））比特内给出全局广播。这也适用于动态网络，动态网络可以随着时间的推移由最坏情况的对手任意改变。当没有约束的竞争，它示出了如何概率估计它，并获得全球广播，是自适应的真正的竞争在网络中。
2012-08-30 cs.DC cs.DS cs.IT
Near Optimal Leader Election in Multi-Hop Radio Networks
我们提出了分布式随机领导人选举协议的多跳无线电网络，选举领导人在几乎相同的时间$T_{BC}$所需的广播消息。对于没有冲突检测的设置，我们的算法运行在$O(D \log \frac{n}{D} + \log^3 n) \min\{\log\log n,\log \frac{n}{D}\}$轮的任何$n$节点网络直径$D$高概率。由于$T_{BC} = Θ(D \log \frac{n}{D} + \log^2 n)$是一个下界，我们的上界是最优的，最多为$\log \log n$的一个因子和加法项上的额外$\log n$因子。此外，该算法是用于该设置的第一个$O(n)$时间算法。我们的算法改进了一个25岁的模拟方法的酒吧Yehuda，Goldreich和Itai与$O(T_{BC} \log n)$运行时间：在1987年，他们设计了一个快速广播协议，随后在1989年，他们展示了它如何可以用来模拟一轮的单跳网络，有冲突检测在$T_{BC}$的时间。该仿真的主要应用是对Willards单跳领导者选举协议进行仿真，该协议在$O(\log n)$轮中以高概率选出领导者，在期望的$O(\log \log n)$轮中选出领导者.虽然后来证明威拉德边界是紧的，但不清楚模拟方法是否是最佳的。我们的研究结果打破了这一障碍，并基本上消除了对数减速的广播时间$T_{BC}$远离模拟方法。我们还给出了一个…
2014-04-03 cs.DC cs.DS
