混合通信网络中的竞争性路由

路由是无线自组织网络 (wireless ad hoc networks) 中的一个挑战性难题，特别是当节点具有移动性且分布广泛，以至于在大多数情况下需要多跳才能将消息从一个节点路由到另一个节点时。事实上，已知任何在线路由协议在最坏情况下的性能都很差，也就是说，存在一种节点分布会导致该协议产生糟糕的路由路径，即使节点知道它们的地理位置且消息目的地的地理位置已知。其原因在于，自组织网络中的无线电空洞 (radio holes) 可能要求消息为了到达目的地而绕行很长的路径，而这些路径很难以在线方式找到。在本文中，我们假设无线自组织网络可以有限地利用由全球通信基础设施（如蜂窝基础设施或卫星）提供的长距离链路，来计算无线自组织网络的抽象表示，从而允许消息沿自组织网络中的近最短路径发送。我们提出了分布式算法，利用长距离链路在 $\mathcal{O}\left(\log ^2 n\right)$ 时间内计算自组织网络的抽象表示，如果无线电空洞的凸包不相交，这将导致自组织网络中任意两个节点之间具有常数 $c$ 的 $c$-竞争性路由路径。我们还表明，存储该抽象表示所需的空间仅取决于无线自组织网络中无线电空洞的数量和大小，而与节点总数无关，并且只需少数节点知晓这些信息即可使路由正常工作。