一种动态的移动社交网络拓扑模型

第40卷　第9期　Vol.40　No.9　·移动互联与通信技术·

计算机工程

ComputerEngineering

　2014年9月September2014

文章编号:1000-3428(2014)09-0124-06　　　文献标识码:A　　　中图分类号:TP393

一种动态的移动社交网络拓扑模型

田雪颖1a,1b,刘衍珩1a,1b,孙　鑫2,王亚洲1a,林佳佳1a

(1.吉林大学a.计算机科学与技术学院;b.符号计算与知识工程教育部重点实验室,长春130012;

2.中国海洋大学信息科学与工程学院,山东青岛266100)

摘　要:针对移动社交网络的动态性、用户不同重要性和信息交互有向性,基于4种初始网络提出能准确描述移动社交网络结构的拓扑模型。采用随机游走理论和改进的PageRank算法,引入过渡概率使每两时步之间的网络拓扑结构相互联系。通过PageRank算法得到节点的势,进而求出概率过渡矩阵,利用随机游走理论由上一时步边存在概率矩阵和概率过渡矩阵得到当前时步边存在概率矩阵,每一时步动态地增加一个节点并检验是否有离开的节点。仿真结果显示,该模型在4种初始网络下得到的网络拓扑结构,入度、出度、势分布以及度-势相关性均具有明显幂律特性,表明随机游走理论和改进的PageRank算法能较准确描述移动社交网络,具有一定的实践意义。关键词:社交网络;网络拓扑;随机游走;PageRank算法;过渡概率;仿真模型

ADynamicMobileSocialNetworkTopologyModel

(1a.CollegeofComputerScienceandTechnology;1b.KeyLaboratoryofSymbolicComputationand

KnowledgeEngineering,MinistryofEducation,JilinUniversity,Changchun130012,China;

2.CollegeofInformationScienceandEngineering,OceanUniversityofChina,Qingdao266100,China)

TIANXue-ying1a,1b,LIUYan-heng1a,1b,SUNXin2,WANGYa-zhou1a,LINJia-jia1a

【Abstract】Atopologicalmodelthatcandescribethemobilesocialnetworkaccuratelyisproposedbasedonfourinitialnetworksconsideringthedynamicofsocialnetwork,thedifferentimportanceofusersandthedirectionofinformationinteraction.RandomwalkingtheoryandimprovedPageRankalgorithmareadopted,andtransitionprobabilityisintroducedtoassociatethenetworktopologicalstructurebetweentwotime-steps.Firstly,PageRankalgorithmisusedtoobtainthestrengthofthenodesinordertogettheprobabilitytransitionmatrix.Thenrandomwalkingtheoryisusedtogetthecurrenttime-stepedgeexistenceprobabilitymatrixbasedonthelasttime-stepedgeexistenceprobabilitymatrixandtheprobabilitytransitionmatrix.Duringeachtime-step,anodeisaddedanditischeckedifthereisanydeparturenode.Finally,simulationmodelisusedtosimulatethefourinitialnetworksinin-degree,out-degree,strengthdistributionandthecorrelationbetweendegreeandstrength.Theresultsindicatethatthefourinitialnetworks’in-degree,out-degree,strengthdistributionandthecorrelationbetweendegreeandstrengthshowobviouspower-lawcharacter.ItshowsthattherandomwalkingtheoryandimprovedPageRankalgorithmcandescribethemobilesocialnetworkbetter,whichisofcertainpracticalsignificance.【Keywords】socialnetwork;networktopology;randomwalking;PageRankalgorithm;transitionprobability;simulationmodel

DOI:10.3969/j.issn.1000-3428.2014.09.025

1　概述

近年来,随着无线通信技术的飞速发展,无线网络已经广泛应用于我国的广大地区,尤其是在经济较为发达的城市。Wifi是无线局域网的重要部分,它可以最大限度地满足个人、家庭和小型办公系统

对于移动网络连接的需求。手机、电脑、iPad无疑成了人们在移动网络中进行信息交互的主要工具。人们上班、购物、出游等社交行为赋予了移动自组网络动态性的特征,使其具有社会流动性。因此,掌握移动社交网络的行为特征,分析移动社交网络的动态性和规律性,具有重要的理论价值和现实意义。

基金项目:国家自然科学基金资助项目(60973136,61073164);吉林省科技发展计划青年科研基金资助项目(201101033);吉林大学国家级创新基金资助项目(2012A53143)。

作者简介:田雪颖(1990-),女,硕士研究生,主研方向:网络拓扑建模,网络安全;刘衍珩,教授、博士、博士生导师;孙　鑫,博士;王亚洲,学士;林佳佳,硕士研究生。

收稿日期:2013-05-17　　修回日期:2013-08-26　　E-mail:txy_0902@

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