[發明專利]用于星間動態網絡的分布式社區檢測方法

在審

• 申請號: 202110090381.7
• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN112819048A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 葉子鵬;周慶瑞;王輝
• 申請（專利權）人: 中國空間技術研究院
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 北京謹誠君睿知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11538
• 代理人: 延慧;武麗榮

本發明涉及一種用于星間動態網絡的分布式社區檢測方法，包括以下步驟：a、將所有航天器設為單節點社區，并將各航天器對應節點間的相似度設為0；b、計算各航天器對應節點間的相似度，并根據相似度的最大值設定判定閾值；c、將相似度與判定閾值進行對比，并根據對比結果對社區進行更新。本發明分布式地計算航天器自身與其它航天器之間的相似度，方法本身計算量小，可以有效解決航天器通信網絡拓撲變化迅速的問題，快速準確地進行社區檢測。

技術領域

本發明涉及一種用于星間動態網絡的分布式社區檢測方法。

背景技術

隨著航天器發射技術日益成熟，大量的航天器被部署，相關學者開始研究通過航天器自主生成信息、任務分配與執行，實現天基系統的智能化。而信息能夠在所有航天器間共享是實現系統最優化的前提。

在由航天器組成的空間網絡中，由于受到軌道運動約束，節點間的幾何拓撲關系處于動態變化之中。因此，在進行空間網絡節點間的路由時，無法像傳統的通信模式一樣，直接建立路由表進行端到端信息傳輸。空間網絡的特點導致路由復雜，通信代價大。研究發現，基于網絡結構先驗知識設計路由算法能夠有效解決這一問題。其中包括基于網絡社區結構的路由算法，該算法基于社區間與社區內的網絡特點，分別采用了不同的路由算法，從而達到較好的路由結果。

目前的現有技術中，絕大多數的社區檢測算法都是應用于靜態網絡中的社區檢測，或應用于動態社區中核心成員變動較小的社區檢測。相關的社區檢測通常需要大量計算，一旦社區檢測完成，通常社區整體不會發生較大變化，而且同一社區中的連通度是基于時間變化的，無法始終當作靜態圖設計路由。并且，傳統的社區檢測方法主要依賴于集中式算法，且無法適用于快速變化的星間網絡。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于星間動態網絡的分布式社區檢測方法。

為實現上述發明目的，本發明提供一種用于星間動態網絡的分布式社區檢測方法，包括以下步驟：

a、將所有航天器設為單節點社區，并將各航天器對應節點間的相似度設為0；

b、計算各航天器對應節點間的相似度，并根據相似度的最大值設定判定閾值；

c、將相似度與判定閾值進行對比，并根據對比結果對社區進行更新。

根據本發明的一個方面，在所述步驟(b)中，設置相似度衰減系數為ω，則節點i和節點j在t時刻的相似度f_i，j(t)為：

其中，相似度衰減系數ω滿足：0＜ω＜1。

根據本發明的一個方面，若節點i和節點j始終保持連接，則二者的相似度f_i，j(t)為：

f_i，j(t)＝1+f_i，j(t-1)·ω；

相似度的最大值max[f_i，j(t)]為：

max[f_i，j(t)]＝1+ω+ω²+ω³……；

則相似度的最大值max[f_i，j(t)]始終小于即：

根據本發明的一個方面，若節點i和節點j在t時刻未連接，則二者的相似度f_i，j(t)為：

f_i，j(t)＝f_i，j(t-1)·ω；

由于：

故：