一种通信网节点重要性评价方法
【专利摘要】本发明涉及一种通信网节点重要性评价方法，本发明属于网络中节点分析【技术领域】。一种通信网节点重要性评价方法，该方法包括以下步骤：步骤1：根据实际的通信网建立有权网络数学模型；步骤2：分别计算加权网络的节点度数k、节点介数b、特征向量指标Ce和紧密度指标Cc基本指标，并进行规格化；步骤3：对F1、F2、F3和F4，进行线性组合加权得到综合评价的最终得分F；步骤4：根据综合评价的最终得分F值的大小对n个节点进行排序，取排序靠前的节点，作为实际的通信网中的重要节点，从而确定实际的通信网中节点的重要性。本发明首先利用带宽对实际的通信网络进行加权，然后通过综合评价实现节点重要性的排序。
【专利说明】一种通信网节点重要性评价方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种通信网节点重要性评价方法，本发明属于网络中节点分析【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着通信和信息技术的迅猛发展，通信网的覆盖面逐步扩大，承载的业务逐渐增多，在现代大型网络系统中的作用越来越重要。与此同时，通信网的节点数将不断增长，其复杂程度不断增加，所以对通信网的节点重要性研究还是很有必要的。近年来复杂网络节点重要性的评估方法主要有:
[0003](I)基于该节点与其他节点之间的连接:最简单地是把节点的度作为节点重要性的衡量标准，认为与节点相连的边越多则该节点越重要，显然这种评估方法具有片面性，有些重要的核心节点并不一定具有较大的连接度，比如只有两条边相连的桥节点。
[0004](2)基于节点(集)删除的方法:核心思想是“重要性等价于该节点(集)被删除后对网络的破坏性”。对网络中重要节点的发掘，是通过节点(集)删除前后网络连通性、性能的变化来反映的。很多文献都用到了节点的删除方法，即假设节点失效，通过比较删除节点前后网络性能的变化来评估节点重要度。节点删除法存在的问题是如果多个节点的删除都使得网络不连通，那么这些节点的重要度将是一致的，从而使得评估结果不精确。
[0005](3)节点收缩方法:通过收缩与该节点相连的边，认为收缩后得到的网络凝聚程度越高则该节点越重要。网络凝聚程度指标则主要考虑节点的连接度以及经过节点的最短路径，来评估节点对网络的贡献大小。节点收缩法是网络中衡量和评估节点重要性的一种行之有效的方法。其优点主要是:不需要对节点进行移除，在应用上有着较广泛的基础。与此同时，节点收缩法还存在一定的缺点，主要有:没有办法对对称节点进行评价，对于一般节点，也不易控制其收缩范围。
[0006]复杂网络的基本网络拓扑参数包括节点的度，介数，特征向量，紧密度等。节点的度数是指连接该节点的边数，反映的是一个节点对于网络中其它节点的直接影响力。
[0007]介数刻画了信息流经给定节点的可能性，任一节点的介数均会随着经过该节点的信息流的增加而增大，利用介数可以确定信息负载繁重的网络节点。Brandes介数中心性算法是由Ulrik Brandes提出求解介数的算法,核心思想是任取一个节点为源节点,通过宽度优先搜索查找其它节点到该节点的最短路径，然后计算这些最短路径所对应的介数值。累加以图中任意节点为源节点的介数值，就得到图中所有节点和边的最终介数值。
[0008]特征向量可以用来分析那种通过具有高度值的相邻节点所获得的间接影响力，不仅能直接反映网络的中心地位，还适合描述节点的长期影响力。综合考虑各个参数的意义，对各个参数进行线性组合，可以克服单一指标描述中心节点的缺陷，更能反应节点在网络中的中心位置。
[0009]紧密度为该节点到达所有其它节点的距离之和的倒数，用于刻画网络中的节点通过网络到达网络中其它节点的难易程度，反映的是节点通过网络对其他节点施加影响的能力，更能反映网络的全局结构。节点间的距离可以由Floyd算法求出，其主要思想是:从代表任意2个顶点Vi到Vj的距离的带权邻接矩阵开始，每次插入一个顶点vk，然后将Vi到Vj间的已知最短路径与插入顶点Vk作为中间顶点(一条路径中除始点和终点外的其他顶点)时可能产生的Vi到Vj路径距离比较，取较小值以得到新的距离矩阵。
【发明内容】
[0010]本发明的目的在于克服现有技术的不足，在网络特征参数综合的基础上通过通信网中的带宽进行加权，充分利用通信网的固有性质，解决通信网中节点的重要性排序问题，提供了一种通信网节点重要性评价方法。
[0011]一种通信网节点重要性评价方法，该方法包括以下步骤:
[0012]步骤1:根据实际的通信网建立有权网络数学模型；
[0013]实际的通信网中，节点个数为n，边的条数为m，则该实际的通信网的有权网络数学模型用图Ge及连接矩阵H= Lhij]描述如下:
[0014]Gg= (N, L)⑴
[0015]式中:N为通信网中节点的集合，N=In1, n2, n3......nn};
[0016]L为一组有权边的集合，L=Il1, I2, I3......1J ；
[0017]连接矩阵H中元素Ilij定义如下:
[0018]
【权利要求】
1.一种通信网节点重要性评价方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: 步骤1:根据实际的通信网建立有权网络数学模型； 实际的通信网中，节点个数为Π，边的条数为m，则该实际的通信网的有权网络数学模型用图Ge及连接矩阵H= Lhij]描述如下:
Gg= (N, L) (I) 式中:N为通信网中节点的集合，N=In1, n2, n3......nj ; L为一组有权边的集合，L=Il1, I2, I3......1J ； 连接矩阵H中元素hu定义如下:
f _|i +Ii点/..?—节戌/之间打边相连；
'[O节点/与节点/之间无边相连； 边权邻接矩阵We如下:
【文档编号】H04W84/00GK103476051SQ201310413387
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月11日 优先权日:2013年9月11日
【发明者】戚银城, 姚杰 申请人:华北电力大学（保定）