This paper investigates the energy complexity of distributed graph problems in multi-hop radio networks, where the energy cost of an algorithm is measured by the maximum number of awake rounds of a vertex. Recent works revealed that some problems, such as broadcast, breadth-first search, and maximal matching, can be solved with energy-efficient algorithms that consume only $\text{poly} \log n$ energy. However, there exist some problems, such as computing the diameter of the graph, that require $\Omega(n)$ energy to solve. To improve energy efficiency for these problems, we focus on a special graph class: bounded-genus graphs. We present algorithms for computing the exact diameter, the exact global minimum cut size, and a $(1 \pm\epsilon)$-approximate $s$-$t$ minimum cut size with $\tilde{O}(\sqrt{n})$ energy for bounded-genus graphs. Our approach is based on a generic framework that divides the vertex set into high-degree and low-degree parts and leverages the structural properties of bounded-genus graphs to control the number of certain connected components in the subgraph induced by the low-degree part.


翻译:在有界类别网络中计算直径和最小切割的能量复杂度 论文摘要: 本文研究多跳无线电网络中分布式图问题的能源复杂度,其中算法的能量成本通过顶点的最大预备轮数来衡量。最近的研究表明,某些问题(如广播,广度优先搜索和最大匹配)可以通过节能算法进行解决,这种节能算法只消耗$\text{poly} \log n$ 能量。 然而,存在一些问题(如计算图的直径),需要消耗 $\Omega(n)$ 相关计算能量来解决。为了提高这些问题的能源效率,本文关注一个特殊的图类,即有界类别图。我们针对有界类别图的精确直径计算、精确全局最小切割大小计算和$(1 \pm\epsilon)$-近似 $s$-$t$最小割大小计算,提出$\tilde{O}(\sqrt{n})$ 能量解决方案。我们的方法基于一个通用的框架,将顶点集合分为高度和低度部分,并利用有界类别图的结构特性,控制由低度部分诱导子图中某些连接的组件数量。

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