[發明專利]基于振蕩器相位同步的符號網絡社區檢測方法

有效

• 申請號: 201310392893.4
• 申請日: 2013-09-01
• 公開（公告）號: CN103475539A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 吳建設;焦李成;張龍;緱水平;焦洋;王芳;郭開武;袁林;侯艷巧
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 田文英;王品華

1.一種基于振蕩器相位同步的符號網絡社區檢測方法，具體步驟如下：

(1)生成鄰接矩陣：

將待檢測符號網絡中節點按照1～N依次編號，N表示該符號網絡中節點的總個數；將待檢測符號網絡中節點i與節點j之間有正向連接邊所對應的鄰接矩陣中的元素a_ij設定為1；將待檢測符號網絡中節點i與節點j之間無連接邊所對應的鄰接矩陣中的元素a_ij設定為0；將待檢測符號網絡中節點i與節點j之間有負向連接邊所對應的鄰接矩陣中的元素a_ij設定為-1；獲得與待檢測符號網絡所對應的鄰接矩陣；

(2)節點相位初始化：

在[0,2π]相位值范圍內，隨機產生且服從均勻分布的N個隨機數，將所產生的隨機數一一對應地設為符號網絡中N個節點的初始相位；

(3)更新節點相位：

3a)將振蕩器模型中的N個振蕩器按照1～N依次編號，振蕩器模型中的第i個振蕩器對應被檢測的符號網絡中的第i個節點，第i個振蕩器的相位更新值對應被檢測符號網絡中第i個節點的相位更新值；

3b)將節點的初始相位值代入以下振蕩器模型，通過各個振蕩器之間的相互正負耦合作用，求解微分方程，并行計算所有振蕩器更新后的相位值集合P₁；

dθidt=ωi+KpNΣj=1N|aij|(1+aij)2sin(D)+KnNΣj=1N|aij|(1-aij)2sin(D)]]>

其中，表示第i個振蕩器的相位隨時間的變化，t表示振蕩器相位更新一次的時間；ω_i表示第i個振蕩器的固有頻率，該固有頻率在[-0.01,0.01]之間隨機產生且服從均勻分布；K_p表示節點間的正耦合強度，K_n表示節點間的負耦合強度；N表示被檢測符號網絡中節點的總個數；|a_ij|表示對鄰接矩陣中元素a_ij取絕對值操作；D表示振蕩器j和振蕩器i的相位差，D=θ_j-θ_i,θ_i，θ_j分別表示第i個振蕩器的相位值和第j個振蕩器的相位值，i與j的取值范圍為1～N；

3c)將所有振蕩器相位的更新值集合P₁代入振蕩器模型中，得到所有振蕩器再次更新后的相位值集合P₂；將得到的所有振蕩器再次更新的相位值集合P₂繼續代入振蕩器模型中，得到所有振蕩器下一次更新后的相位值集合P₃，如此迭代更新，直到振蕩器模型的運行時間T結束，得到所有振蕩器n次更新的相位值集合P_n，P_n中的各個振蕩器相位更新值對應被檢測符號網絡中各個節點相位更新值；

(4)判斷更新后節點的相位是否穩定：

將每個節點更新前后的相位值相減再取絕對值，在所有絕對值中選取其中最大的一個絕對值，判斷該絕對值是否小于閾值ε，若小于，則認為更新后所有節點的相位達到穩定，各社區內部節點達到同步狀態，執行步驟(5)；否則，增大正耦合強度K_p，減小負耦合強度K_n，延長振蕩器模型運行時間T，執行步驟(3)；

(5)統計各個子區間節點個數：

5a)將節點相位值的范圍[0,2π]均勻地劃分成多個長度為len的子區間；

5b)統計處于各個子區間范圍內節點相位值個數，將節點相位值的個數作為節點的個數；

(6)檢測出符號網絡的社區和重疊節點：

6a）將子區間內節點個數大于0的相鄰子區間劃分為一組；

6b）在相鄰子區間劃分的組內的所有子區間中，搜索子區間節點個數的最大值；

6c）判斷子區間節點個數的最大值是否大于等于閾值M，若大于等于，則將該組內所有子區間對應的節點作為符號網絡的一個社區；若小于，則該組內所有節點為符號網絡的重疊節點；

6d）對所有相鄰子區間所劃分成的組分別判斷其節點個數的最大值與閾值M的大小關系，由此獲得被檢測符號網絡的所有社區與重疊節點；

(7)輸出檢測結果：

將被檢測符號網絡的所有社區與重疊節點分別輸出。