[發(fā)明專利]一種移動社交網(wǎng)絡(luò)中基于K階馬爾科夫鏈的節(jié)點(diǎn)中心性預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910020960.7
• 申請日: 2019-01-09
• 公開（公告）號: CN109617742B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周歡;陳鑫;江愷;吳桐
• 申請（專利權(quán)）人: 三峽大學(xué)
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04W4/21
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所 42103
• 代理人: 吳思高

一種移動社交網(wǎng)絡(luò)中基于K階馬爾科夫鏈的節(jié)點(diǎn)中心性預(yù)測方法，針對具有N個移動節(jié)點(diǎn)的移動社交網(wǎng)絡(luò)，其中i∈{1,2,...,N}；在移動社交網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)間的接觸描述為網(wǎng)絡(luò)連通圖G(V,E)，其中節(jié)點(diǎn)對i,j∈V之間的隨機(jī)接觸過程建模成連通圖中的邊e_ij∈E。假設(shè)觀測的網(wǎng)絡(luò)開始時間為T_s＝0,結(jié)束時間為T_e＝T。將過去的觀測時間T按照窗口大小w劃分為n＝T/w個時間窗口，基于過去的n個時間窗口的數(shù)據(jù)來預(yù)測未來的第n+1個時間窗口的節(jié)點(diǎn)中心性值。本發(fā)明預(yù)測方法考慮從暫態(tài)的角度利用馬爾科夫鏈模型來對節(jié)點(diǎn)的未來中心性進(jìn)行預(yù)測，其預(yù)測方法不僅可以提高預(yù)測的準(zhǔn)確率，而且具有更強(qiáng)的普適性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及移動社交網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)中心性的建模和預(yù)測技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種移動社交網(wǎng)絡(luò)中基于K階馬爾科夫鏈的節(jié)點(diǎn)中心性預(yù)測方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著裝備有Wi-Fi接口或者藍(lán)牙接口的移動智能設(shè)備(如：智能手機(jī)、Ipad等)的普及和流行，基于移動社交網(wǎng)絡(luò)方面的應(yīng)用得到了蓬勃的發(fā)展。雖然移動社交網(wǎng)絡(luò)本質(zhì)上是一個拓?fù)鋾r變的動態(tài)連通網(wǎng)絡(luò)，但是具有這種特性的網(wǎng)絡(luò)中用戶的活動并非無規(guī)律的移動。在移動社交網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)的移動特性主要依賴于人的行為模式，而人類的個體或者群體的活動一般具備規(guī)律性、集聚性和社會性等特性。人類內(nèi)在的活動規(guī)律性使人們的行為具有高預(yù)測性。若能對移動社交網(wǎng)絡(luò)中的活動規(guī)律進(jìn)行分析，并對網(wǎng)絡(luò)中用戶未來的行為作出準(zhǔn)確預(yù)測，對移動網(wǎng)絡(luò)的切換、數(shù)據(jù)傳遞及人們的日常生活都有著非常重要的作用，有很大的商業(yè)價值和社會意義。

社交網(wǎng)絡(luò)分析(Social Network Analysis，SNA)是一種對關(guān)系進(jìn)行量化的社會學(xué)研究方法，通過對網(wǎng)絡(luò)中的各種關(guān)系進(jìn)行量化表示，來揭示網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和屬性特征，分析個人、群體乃至整個網(wǎng)絡(luò)的特征，從而對某種社會現(xiàn)象進(jìn)行解釋。目前比較有代表性的分析角度包括：拓?fù)?、社區(qū)和中心性等(參見Gao W.,Li Q.,Zhao B.,et al.Multicasting indelay tolerant networks:Asocial network perspective[C],in Proceedings of ACMMobiHoc,2009.)。研究表明，移動社交網(wǎng)絡(luò)中只要5％-10％的重要節(jié)點(diǎn)同時失效就將導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓(參見Lai Y.C.,Motter A.E.,and Nishikawa T.Attacks and Cascades inComplex Networks[J].Lecture Notes in Physics,2004,650(650):299-310.)。因此，準(zhǔn)確評價移動社交網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的重要性相當(dāng)重要。

移動社交網(wǎng)絡(luò)中已提出多種中心性指標(biāo)來度量節(jié)點(diǎn)的重要程度，如度中心性、介數(shù)中心性、接近中心性、特征向量中心性等。目前應(yīng)用較多的為前三種，即度中心性、介數(shù)中心性、接近中心性(參見Freeman L.C..Centrality in social networks conceptualclarification[J].Social Networks,1978,1(3):215–239.)。雖然研究人員已經(jīng)對移動社交網(wǎng)絡(luò)中的中心性指標(biāo)進(jìn)行了廣泛的研究，但主要集中在分析不隨時間變化的靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)，或一段時間內(nèi)的靜態(tài)聚合網(wǎng)絡(luò)。然而，移動社交網(wǎng)絡(luò)的本質(zhì)是動態(tài)的，動態(tài)分析節(jié)點(diǎn)之間關(guān)系的功能非常重要。隨著時間的推移，節(jié)點(diǎn)所屬的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以及和其他節(jié)點(diǎn)之間的接觸關(guān)系都會經(jīng)常變動，即節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的中心性是時變的。因此，本發(fā)明考慮從暫態(tài)角度出發(fā)，對移動社交網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的未來中心性進(jìn)行預(yù)測。