[发明专利]一种有向通信网络的链路重要性评价方法

摘要

本发明涉及一种有向通信网络的链路重要性评价方法，属于通信网络技术领域。本发明首先利用每条直接子链路的传输概率计算出各链路的信息量，并且将其作为链路权重值，然后利用本文提出的链路计算方法，寻找出初始节点与目的节点全部传输路由，将每条链路中的直接子链路分别进行对应的加权后求和得到各链路总权重值，并将总权重值取倒数得到链路的评估系数，根据各链路评估系数的大小对链路重要性进行评价，链路评估系数越大，链路的重要性越高；反之，链路评估系数越小，链路的重要性越低，可为最佳传输链路的选择提供参考。

主权项

1.一种有向通信网络的链路重要性评价方法，其特征在于：首先利用每条子链路的传输概率计算出各链路的信息量，并且将其作为链路权重值，寻找出初始节点与目的节点全部传输路由，将每条链路中的子链路分别进行对应的加权后求和得到各链路总权重值，并将总权重值取倒数得到链路的评估系数，通过每条链路的评估系数对链路进行重要性评价；具体步骤为：Step 1：建立网络节点关系模型：针对一个具有m个节点的网络拓扑图，建立一个概率传输方阵A，记为A＝[P(ai,aj)]m×m，其中P(ai,aj)表示节点ai传递信息至aj的传输先验概率；Step 2：确定权重函数F[P(ai,aj)]：定义一个m阶方阵B＝[b(ai,aj)]m×m，其中每个元素b(ai,aj)表示从节点ai到aj的链路权重F[P(ai,aj)]，假定节点ai至节点aj的传输先验概率为P(ai,aj)(0≤P(ai,aj)≤1)，节点aj至节点ak的传输先验概率为P(aj,ak)(0≤P(aj,ak)≤1)；所述权重函数F[P(ai,aj)]的满足以下条件：(1)若P(ai,aj)＜P(aj,ak)，则：F[P(ai,aj)]＞F[P(aj,ak)]；若P(ai,aj)＞P(aj,ak)，则：F[P(ai,aj)]＜F[P(aj,ak)]；即函数F[P(ai,aj)]是传输先验概率P(ai,aj)的单调递减函数；(2)两个节点间不存在信息传输时其直接子链路权重为无穷大，即在P(ai,aj)＝0时，则F[P(ai,aj)]→∞；(3)两个节点间传输有且仅有一条可行的传输直接子链路，即以概率1传输信息时，该链路权重为0，即P(ai,aj)＝1时，故有：F[P(ai,aj)]→0；(4)在网络节点拓扑图中，相邻的两条直接子链路之和F[P(ai,aj)]+F[P(aj,ak)]与相邻链路的自变量的联合概率有关，即：F[P(ai,aj；aj,ak)]＝F[P(ai,aj)]+F[P(aj,ak)]；根据以上可总结出，满足上述条件的映射关系的权重函数F[P(ai,aj)]应为：所述权重函数F[P(ai,aj)]实际为通信链路的信息量表达式；Step 3：根据权重函数，将概率传输方阵转换为网络拓扑图的权重矩阵B＝[b(ai,aj)]m×m；Step 4：构建网络关联矩阵：针对一个具有m个节点的网络拓扑图建立一个关联矩阵C＝[e(ai,aj)]m×m，其代表节点ai至节点aj的直接子链路，所述关联矩阵的建立遵循以下规则：(1)关联矩阵元素定义为：(2)若节点a_i至节点a_j的之间有多条直接子链路，比如存在直接子链路e_s、e_k，则对两条子链路进行逻辑“或”运算，即元素定义为：(3)将aj作为第m个节点，即关联矩阵的第m列反映了目的节点aj的连接状况；Step 5：关联矩阵的节点消除变换：建立关联矩阵中新元素生成模型：以消除初始节点a_s与目的节点a_l之间的节点a_c，消除节点a_c表示删除原关联矩阵的第c行和第c列进行关联矩阵降阶，其中“·”表示逻辑“与”运算，表示逻辑“或”运算，e(a_s,a_l)表示消除节点a_c后产生的新关联矩阵的元素，经过迭代降阶最终得到只剩起始节点和目的节点的一个二阶矩阵，将二阶矩阵除起始节点与目的节点对应的矩阵元素外的其余元素归零；此时该二阶方阵中只剩下一个非0元素，将这个非0元素进行逻辑运算化简，这个元素即表示起始节点和目的节点的所有连接状况，将所有逻辑“或”拆分，拆分后而形成的所有逻辑“与”表达式即为起始节点与目的节点之间的全部可能传输链路；Step 6：链路重要性评价分析对Step 4、Step 5所产生的起始节点与目的节点的全部传输链路，根据网络拓扑图的权重矩阵B＝[b(ai,aj)]m×m，将权重矩阵中对应的权重元素值代入各传输链路的直接子链路中，并对各个传输链路中各个逻辑“与”运算的直接子链路的权重值进行算术相加得出各传输链路的总权重值，通过将总权重值取倒数得到评估系数，将然后根据各链路的评估系数进行路径重要性评价，评估系数越大，传输链路对网络的重要性越高；反之，评估系数越小，传输链路对网络的重要性越低，在进行网络信息传输时可据此来考虑链路的择取使用。