[發(fā)明專利]網(wǎng)絡(luò)交通流模型的建模方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910169061.X
• 申請日: 2009-09-17
• 公開（公告）號: CN101651686A
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹先彬;陳才龍;杜文博;許言午
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L12/28
• 代理公司: 北京市立方律師事務(wù)所
• 代理人: 張 磊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于系統(tǒng)科學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種網(wǎng)絡(luò)信息流交通系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來，以因特網(wǎng)(Internet)為代表的信息技術(shù)的迅猛發(fā)展使人類社會邁入了網(wǎng)絡(luò)時代。從Internet到WWW，從大型電力網(wǎng)絡(luò)到全球交通網(wǎng)絡(luò)，從生物體中的大腦到各種新陳代謝網(wǎng)絡(luò)，從科研合作網(wǎng)絡(luò)到社會關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，這些人們身邊無處不在復(fù)雜系統(tǒng)都已成為科學(xué)研究中的熱點。1998年，美國康奈爾大學(xué)理論和應(yīng)用力學(xué)系的博士生Watts及其導(dǎo)師Strogatz在Nature雜志上發(fā)表文章，提出并建立了一個小世界網(wǎng)絡(luò)模型；1999年，美國圣母大學(xué)物理系的Barabási教授及其博士生Albert建立了著名的無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)。這兩個奠定性的工作開創(chuàng)了一個十分引人注目的新興研究領(lǐng)域——復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)——的研究熱潮。

現(xiàn)代生活中，具有無標(biāo)度特征的大的通訊網(wǎng)絡(luò)如互聯(lián)網(wǎng)在人們的生活中占據(jù)越來越重要的位置。因此，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)上的各種動力學(xué)過程，例如信息流的交通動力學(xué)問題，越來越受到研究者的關(guān)注。為了滿足人們對網(wǎng)絡(luò)通訊能力不斷增長的需求，尋找好的路由策略成為了亟需解決的問題。現(xiàn)在已有大量工作研究了網(wǎng)絡(luò)上信息流的交通擁堵問題，并且提出了很多較優(yōu)的路由策略，如局域路由協(xié)議、有效路由協(xié)議等。但以往的工作在為無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)上信息流交通動力學(xué)設(shè)計路由時，大多都是從均衡結(jié)點負(fù)載來提高交通路由的效率。這些工作都忽略了信息包生命周期的限制，因此會造成一些路由策略無效的環(huán)路過程，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的阻塞狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題之一。

為此，本發(fā)明的實施例提出一種所建模型更加符合真實網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)交通流模型的建模方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明實施例的網(wǎng)絡(luò)交通流模型的建模方法，包括以下步驟：生成一個底層網(wǎng)絡(luò)；每個時間步在所述底層網(wǎng)絡(luò)中新增設(shè)置有生命周期的信息包；在信息包被傳輸?shù)洁徲蛑袑?yīng)結(jié)點時將信息包的生命周期進(jìn)行遞減；將生命周期為零的信息包從所述網(wǎng)絡(luò)中退出。

根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的實施例，所述網(wǎng)絡(luò)為無標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)。

根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的實施例，在所述鄰域結(jié)點為目的結(jié)點時將信息包從所述網(wǎng)絡(luò)中退出。

根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的實施例，在所述鄰域結(jié)點為非目的結(jié)點時依照以下公式表示的優(yōu)先概率傳輸信息包：Πi=kiαΣjkjα,]]>

其中i、j表示所述鄰域內(nèi)結(jié)點的編號，k_i表示所述鄰域中第i結(jié)點的連接度，k_j表示所述鄰域中第j結(jié)點的連接度，α為可調(diào)參數(shù)。

本發(fā)明建立的模型結(jié)合了真實網(wǎng)絡(luò)中的實際情況，對信息包附加了生命周期的限制。考慮了信息包生命周期的限制以后，可以避免一些路由策略無效的環(huán)路過程，消除了網(wǎng)絡(luò)的阻塞狀態(tài)。本發(fā)明的信息交通動力學(xué)模型的建模方法考慮信息包生命周期，所得到的網(wǎng)絡(luò)模型更加符合真實網(wǎng)絡(luò)，能夠較好地反映真實系統(tǒng)的屬性。

本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從下面結(jié)合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為本發(fā)明實施例的網(wǎng)絡(luò)交通流模型的建模方法流程圖；

圖2為本發(fā)明實施例的底層網(wǎng)絡(luò)演化步驟流程圖；

圖3(a)到圖3(d)為本發(fā)明不同實施例的網(wǎng)絡(luò)模型的序參量-信息包產(chǎn)生速率關(guān)系示意圖；

圖4為本發(fā)明在不同生命周期下所建網(wǎng)絡(luò)模型中信息包平均數(shù)-連接度關(guān)系示意圖；

圖5為本發(fā)明在不同生命周期下所建網(wǎng)絡(luò)模型的信息包平均傳輸時間示意圖。

具體實施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。