Abstract
Given a set S of n points in the plane, a minimum-diameter spanning tree(MDST) for the set might have a degree up to n-1. This might cause the degradation of the network performance because the node with high degree should handle much more requests than others relatively. Thus it is important to construct a spanning tree network with small degree and diameter. This paper presents an algorithm to construct a spanning tree for S satisfying the following four conditions: (1) the degree is controled as an input, (2) the tree diameter is no more than constant times the diameter of MDST, (3) the tree is monotone (even if arbitrary point is fixed as a root of the tree) in the sense that the Euclidean distance from the root to any node on the path to any leaf node is not decreasing, and (4) there are no crossings between edges of the tree. The monotone property will play a role as an aesthetic criterion in visualizing the tree in the plane.
이차원 평면에 주어진 n개의 점을 연결하는 신장트리(spanning tree) 중에서, 지름이 최소가 되는 트리는 특정 점에서의 분지수(degree)가 n-1까지 증가할 수 있다. 신장트리가 실제 네트워크 구조로 사용된다면 높은 분지수를 갖는 노드에선 작업 집중현상이 발생하여 전체 네트워크의 성능을 저하시킬 수 있다. 따라서 작은 분지수와 작은 지름을 갖는 트리를 구성하는 것은 중요하다. 본 논문에서는 (1) 트리의 분지수를 자유롭게 조정할 수 있고, (2) 트리의 지름이 최소 지름보다 상수 배 이상 크지 않고, (3) 임의의 점을 루트로 정하여 트리를 구하더라도 항상 단조(monotone)하며, (4) 트리의 에지들이 서로 교차하지 않는 신장트리 구성 알고리즘을 제안한다. 여기서 트리가 단조하다는 것은 루트부터 시작하여 임의의 노드까지 연결되는 경로 위에 있는 점은 루트로부터의 유클리디언 거리가 단순 증가하는 것을 의미한다. 이 단조성은 신장트리를 가시화 할 때의 중요한 미적 기준으로 사용될 수 있다.