通信网络中的梯度机制

我们研究了在由规则节点和随机分布的中心节点（hubs）组成的 $2-d$ 通信网络中，消息传输梯度机制的效率。网络上的每个中心节点被分配了随机选择的容量，低容量的中心节点连接到具有最大容量的中心节点。单条消息在该晶格上的平均传输时间作为中心节点密度的函数绘制时，显示出 q-指数行为。在高中心节点密度下，该分布可以很好地用幂律拟合。我们还研究了当大量消息同时在随机位置生成并沿网络前往其指定目的地时网络的弛豫行为。对于这种情况，在缺乏梯度机制时，网络可能会因传输陷阱的形成而表现出拥堵效应。我们表明，如果通过梯度机制连接高介数中心性（betweenness centrality）的中心节点，可以实现有效的去拥堵。与其他去拥堵方案相比，梯度机制不易形成陷阱。我们还研究了传输陷阱的空间构型，并提出了消除它们的最小化策略。