基于复杂网络理论手机语音网络拓扑结构的研究

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1、摘要随着时代的进步和社会的发展，网络的信息种类和数据量不断增大，网络结构日益复杂化。复杂网络自提出以来便成为人们研究社会、信息、生物、交通网络等众多领域的可靠工具。如今，人们对复杂网络理论应用越来越成熟，复杂网络研究成果也颇为丰富。本文首先介绍了复杂网络基础知识；然后，采用复杂网络理论对手机语音网络拓扑结构和特征参数进行研究，仿真分析了无权无向手机语音网络整体、2G、3G网络的内部连通性、节点度、度分布、聚集系数、平均路径长度等网络拓扑特性，比较了无权无向手机语音网络模型与BA无标度网络模型的异同，发现该模型与BA无标度网络模型特征不完全一致

2、，语音网络拓扑结构的聚集系数、平均度、平均路径长度较稳定，表现出一定规律和特征，其中3G手机网络的度分布比2G手机网络稍接近幂律分布；其次，在实证数据的基础上构建了加权有向手机语音网络模型，对一些重要的特征参数进行了统计分析，并与无权无向网络进行了比较，对入度、出度、边权等分布进行仿真分析，发现加权有向的手机语音网络其度分布更接近幂律分布，且基于总通话时长的边权分布与幂律分布非常吻合，基于平均通话时长的边权分布具有显著特征，前半部分呈下垂形态，后部严格服从幂律分布。以上结论为语音网络用户行为分析提供一定的理论支持，对移动通信网络的演化过程研究

3、具有促进作用。论文的主要研究工作如下：T(1)对手机语音网络和复杂网络进行了简单介绍，描述了手机语音网络的现状及规模，阐述了手机语音网络的研究背景和意义；(2)介绍了复杂网络的理论基础，对度分布、聚类系数等特征参数的概念和计算方法进行了说明；其次对复杂网络中BA无标度网络模型在pajek和matlab中进行了仿真得到相关特征参数和分布图；(3)对收集的手机语音网络数据在oracle数据库平台上进行有效性处理，结合pajek、python等软件提取最大连通子网络数据，构建无权无向和加权有向的手机语音网络，计算它们的特征参数，绘制度分布、边权分布

4、等曲线图；对这些结果进行分析，并与BA无标度网络进行对比，以体现无权无向、加权有向手机语音网络模型的特点。关键词：复杂网络，手机语音网络，2G，3G，幂律分布，加权有向网络AbstractAlongwiththeprogressoftimesandthedevelopmentofsociety,typesofinformationanddatavolumeofnetworksuccessivelyincreasedandstructureofnetworktumedcomplexdayafterday．Afterputtingforward，

5、complexnetworkbecameareliableinstrumentforpeople’Sresearchesonmanyfieldsincludingsociety,information，biology,communicationnetworks，etc．Andnow,theapplicationofcomplexnetworktheoryturnedmorematureandtheresearchachievementsofcomplexnetworkareabundant．Firstly,thispaperintroduce

6、sbasicknowledgeofcomplexnetwork；then，throughcomplexnetworktheory,theauthorstudiesthestructureandcharacteristicparameterofnetworktopologystructureofmobilephonevoice，bysimulation，analyzestheunweightedandundirectedentiretyofmobilephonevoicenetwork，the2Gandthe3Gnetwork’Stopolog

7、icalcharacteristicsincludinginternalconnectivity,nodedegree，degreedistribution，clusteringcoefficient，averagepathlength，etc；andthroughcomparingthemodelofunweightedandundirectedmobilephonevoicenetworkandtheBAscale-freenetworkmodel，discoversthatthecharactersofthesetwomodelsare

8、notexactlythesame，clusteringcoefficient，averagedegree，andaveragepathlengtharerelat