基于復雜網絡的拓撲與信息傳輸問題研究.pdf

1、網絡動力學的研究主要包括網絡演化機制以及網絡行為兩個方面。根據最新的研究成果表明,大量的真實網絡如 Internet、WWW等既不是純粹的規(guī)則網絡也不是完全的隨機網絡,而是介于確定性與隨機性之間的復雜網絡。此前,有關網絡動力學的研究是建立在確定的規(guī)則網絡或是隨機的均勻網絡基礎上的,因此有些結論在復雜網絡中并不一定成立。本文汲取了復雜網絡研究的最新成果對信息網絡的演化機制及傳輸行為進行了研究,主要貢獻如下:
　　 1.提出了“基于

2、 Agent的信息網絡演化模型”,設計了新的網絡演化機制并通過迭代的方式生成了該模型的拓撲結構。相對于其它網絡演化模型,該模型不僅將“小世界特性”、“無標度特性”、“高聚類特性”以及“社團性”納入到同一框架內,而且還可以通過調節(jié)演化參數來控制網絡的拓撲演化進程。
　　 2.將模擬退火算法應用于社團劃分并提出了“基于節(jié)點類型的網絡社團劃分算法”。該算法的基本思想是首先將原始網絡隨機地劃分為若干社團,然后根據初始劃分后的結果對各社團

3、內部的節(jié)點以及社團間節(jié)點的連接方式進行分類,根據分類結果對網絡進一步進行劃分,直到滿足最優(yōu)化條件。最后通過實驗將該算法與模擬退火算法以及GN算法進行了比較,實驗結果表明該算法能夠有效、準確地對網絡社團結構進行劃分。
　　 3.定量地研究了網絡“平均度”、“無標度特性”、“小世界特性”以及“社團性”對信息傳輸能力產生的影響。實驗發(fā)現(xiàn),(1)隨著網絡平均度的逐漸增大,網絡的傳輸能力逐漸增強:(2)在網絡平均度一定的情況下,隨著長程連

4、接的逐漸增多,網絡的傳輸能力開始由弱變強,然后由強變弱；(3)隨著冪指數γ的值的不斷增加,網絡的臨界相變點都在逐漸減小。(4)網絡社團性越強,傳輸能力越弱,反之亦然。
　　 4.推導出了一般路由行為下網絡臨界相變點的計算公式；通過實驗和理論證明了在節(jié)點傳輸能力一定的情況下ω=-1對應的基于節(jié)點連接度的局部路由策略表現(xiàn)最優(yōu)以及節(jié)點傳輸能力不定的情況下ω=1、對應局部路由策略最優(yōu)；提出了根據節(jié)點“有效介數”進行選路的路由策略。實驗結