基于互信息的通信网络节点重要性度量方法

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基于互信息的通信网络节点重要性度量方法

8 H0 q8 e" A% `9 F摘要:信息化条件下的复杂网络对节点的蓄意攻击非常脆弱,因此准确发掘出网络中的核心节点并进行重点保护对提高网络抗毁性至关重要.在分析特殊条件下通信网络特征属性的基础上,借鉴通信系统中关于“信息量”的定义方法,提出了改进的适用于有向加权网络的节点重要性评估方法.在小规模混合加权网络中对该方法和已有方法进行了对比分析,验证了本文方法的有效性和优势性.构建了一种基于BBV(Barrat-Barthelemy-Vespignani)的混合加权网络演化模型,并对生成的大规模通信网络进行了节点重要性评估仿真,实验结果表明:与现有评估方法相比,本文方法能够更加简单、有效地评估网络节点的重要性.
' O7 d! x. b. u+ `& h" y+ F关键词:通信网络;节点重要性;互信息;混合加权网络

1引言
( t9 L; ^" ?4 G! j  k! \7 h, T0 ]随着信息技术的快速发展,通信网络在承载信息传输方面的作用已日益突出.通信网络是指由多个交换节点用传输链路以一定的拓扑结构互联构成的用于特定功能的复杂网络"",而各个通信节点由于其功能作用、网络位置和组织关系的不同,其在网络中表现出不同的重要程度[2l,如现代军事战争中斩首行动就是要在繁杂的目标中寻找到最重要或最核心的部位进行打击,以起到意想不到的效果3.因此,对通信网络中各通信节点进行重要性评估,准确发掘出网络中的核心节点,可以为网络抗毁性方面的研究提供重要的理论帮助.
目前,通信网络节点重要性评估方面的研究主要基于复杂网络理论,且主要集中在无向无权复杂网络上[4.].现有的无向加权网络节点重要性评估方法很有限,其中节点强度(节点近邻边权和)法[6具有片面性，忽略了一些潜在关键节点的重要性;节点介数(通过节点的最短路径比例)法”计算复杂度高;节点收缩方
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