无线网络中信道不连续性约束路由研究

多信道无线网络越来越多地被用作基础设施网络，例如在城域网络中。这些网络中的节点经常使用定向天线来提高空间吞吐量。在这样的网络中，给定源和目的地，计算一条最优路径以及路径上每条链路的信道分配是有意义的，使得路径带宽与链路带宽相同，并且该路径满足约束：路径上任意两条连续链路不能分配相同的信道，这被称为“信道不连续性约束”（CDC）。CDC路径对于TDMA系统也很有用，在该系统中，路径上的每条连续链路最好分配不同的时隙。本文包含若干贡献。我们首先提出了一种$O(N^{2})$的分布式算法，用于发现给定源和目的地之间的最短CDC路径。这改进了Ahuja等人用于寻找最小权重CDC路径的$O(N^{3})$集中式算法的运行时间。我们的第二个结果是CDC路径的广义$t$-spanner；对于任意$\theta>0$，我们展示了如何构建一个仅包含$O(\frac{N}{\theta})$条边的子网络，使得任意源和目的地之间的最短CDC路径长度仅增加不超过$(1-2\sin{\tfrac{\theta}{2}})^{-2}$倍。我们提出了一种新颖的算法，仅使用$O(n\log{n})$条消息以分布式方式计算该spanner。该方案的一个重要结论是在使用定向天线的情况下。在这种情况下，只需考虑每个锥形区域中最近的两个节点即可。