基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)渑c信息傳輸問題研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)動力學(xué)的研究主要包括網(wǎng)絡(luò)演化機制以及網(wǎng)絡(luò)行為兩個方面。根據(jù)最新的研究成果表明,大量的真實網(wǎng)絡(luò)如 Internet、WWW等既不是純粹的規(guī)則網(wǎng)絡(luò)也不是完全的隨機網(wǎng)絡(luò),而是介于確定性與隨機性之間的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。此前,有關(guān)網(wǎng)絡(luò)動力學(xué)的研究是建立在確定的規(guī)則網(wǎng)絡(luò)或是隨機的均勻網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的,因此有些結(jié)論在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中并不一定成立。本文汲取了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究的最新成果對信息網(wǎng)絡(luò)的演化機制及傳輸行為進(jìn)行了研究,主要貢獻(xiàn)如下:
　　 1.提出了“基于

2、 Agent的信息網(wǎng)絡(luò)演化模型”,設(shè)計了新的網(wǎng)絡(luò)演化機制并通過迭代的方式生成了該模型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。相對于其它網(wǎng)絡(luò)演化模型,該模型不僅將“小世界特性”、“無標(biāo)度特性”、“高聚類特性”以及“社團(tuán)性”納入到同一框架內(nèi),而且還可以通過調(diào)節(jié)演化參數(shù)來控制網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)溲莼M(jìn)程。
　　 2.將模擬退火算法應(yīng)用于社團(tuán)劃分并提出了“基于節(jié)點類型的網(wǎng)絡(luò)社團(tuán)劃分算法”。該算法的基本思想是首先將原始網(wǎng)絡(luò)隨機地劃分為若干社團(tuán),然后根據(jù)初始劃分后的結(jié)果對各社團(tuán)

3、內(nèi)部的節(jié)點以及社團(tuán)間節(jié)點的連接方式進(jìn)行分類,根據(jù)分類結(jié)果對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步進(jìn)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(jìn)行了比較,實驗結(jié)果表明該算法能夠有效、準(zhǔn)確地對網(wǎng)絡(luò)社團(tuán)結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分。
　　 3.定量地研究了網(wǎng)絡(luò)“平均度”、“無標(biāo)度特性”、“小世界特性”以及“社團(tuán)性”對信息傳輸能力產(chǎn)生的影響。實驗發(fā)現(xiàn),(1)隨著網(wǎng)絡(luò)平均度的逐漸增大,網(wǎng)絡(luò)的傳輸能力逐漸增強:(2)在網(wǎng)絡(luò)平均度一定的情況下,隨著長程連

4、接的逐漸增多,網(wǎng)絡(luò)的傳輸能力開始由弱變強,然后由強變?nèi)酰?3)隨著冪指數(shù)γ的值的不斷增加,網(wǎng)絡(luò)的臨界相變點都在逐漸減小。(4)網(wǎng)絡(luò)社團(tuán)性越強,傳輸能力越弱,反之亦然。
　　 4.推導(dǎo)出了一般路由行為下網(wǎng)絡(luò)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(yīng)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(yīng)局部路由策略最優(yōu)；提出了根據(jù)節(jié)點“有效介數(shù)”進(jìn)行選路的路由策略。實驗結(jié)