短信网络拓扑结构及演化模型研究

摘要

自然世界和人文世界中存在大量的复杂系统，复杂网络系统是其中最重要的一种表现形式，如Intemet网络，WWW网络，计算机网络，E-mail网络等。这些网络的拓扑结构形式有着纷繁复杂的表现，这在近几年引起了各领域学者的广泛关注，由此也引发了复杂网络的研究热潮。更为许多专家学者所关注的是，这些网络的演化形式及过程，由于研究对象规模庞大，计算复杂，跟踪和研究网络的演化成为这一领域的研究难点和热点。 随着个人移动通信技术的快速发展，目前中国大陆已经拥有超过3．5亿的手机用户，其中文本短信更是已迅猛的速度成为移动通信用户的一种重要的通信方式，据统计仅05年春节7天长假全国手机短信发送量就达120亿条左右。从2000年的发送总量为10亿条，到2005年的3046亿条，我国手机短信发送量6年增长了300多倍。对短信网络的研究不仅对国民经济发展有着重要的意义，同时对短信网络的研究可以使我们更清晰的认识和理解移动通信网络的结构模式和演化特点。 本论文研究的内容主要分为两个部分，一部分研究了短信网络的拓扑结构，另一部分研究了短信网络的演化特点。 首先介绍目前世界上对复杂网络研究的进展与基本理论，介绍复杂网络的一些基本概念，引出目前学术界最关注的几种复杂网络形式，如随机网络，小世界网络，scale-free网络等几种网络模型的构造，然后引入复杂网络研究的最主要的几种度量，如网络中度的概念，最短路径的概念，成簇系数等等。 然后重点介绍目前学术界最关注的BA模型，主要介绍BA模型的演化方式，目前学术界对BA模型的讨论都集中于其演化方式上，即许多网络虽具有幂律的度分布，但其网络演化却与BA模型有着很大的不同。 然后引入短信网络的概念，所有数据均来源于实际的运营商网络，我们发现，短消息网络具有scale-free的网络结构特点，但其演化发展模式却与scale-free网络有着巨大的差异。由此我们引入网络信息流的概念，同时介绍了病毒在复杂网络系统中的传播机制，更深一步揭示为什么目前许多网络的结构特点虽与scale-free有着基本吻合的特征，但是实际网络演化模式却大相径庭。

目录

文摘

英文文摘

独创性（或创新性）声明及关于论文使用授权的说明

第一章 引言

第二章 复杂网络综述

第三章 短信网络模型的构造

第四章 短信网络演化过程分析

第五章 短信网络与信息流理论在病毒防治的应用

第六章 总结

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢