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龙图腾网获悉北京理工大学申请的专利一种大规模有向网络拓扑快速生成方法与系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN118869491B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-04发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202410877380.0，技术领域涉及：H04L41/12；该发明授权一种大规模有向网络拓扑快速生成方法与系统是由嵩天;李骐元;刘若怡;陈仁江;杨雅婷设计研发完成，并于2024-07-02向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种大规模有向网络拓扑快速生成方法与系统在说明书摘要公布了：本发明涉及一种大规模有向网络拓扑快速生成方法与系统，属于计算机网络领域。其生成方法包括：获取用户输入参数，计算互惠度、入度和出度序列，创建空拓扑并添加节点，计算预期互惠边和有向边数，计算互惠边和有向边自环概率，计算互惠边采样概率同时应用余度补边策略获得互惠边序列，计算有向边采样概率同时应用余度补边策略获得有向边序列，添加连边序列至拓扑中。系统框架包括：用户输入模块、节点度采样模块、互惠边采样模块、有向边采样模块、网络拓扑生成模块。本发明基于动态构建思想，在边采样概率中利用节点的当前度值而非初始度值，并且对每个节点的余度再分配，解决了现有生成方法计算复杂、网络拓扑生成质量较低、生成时间慢的问题。

本发明授权一种大规模有向网络拓扑快速生成方法与系统在权利要求书中公布了：1.一种大规模有向网络拓扑快速生成方法，其特征在于，包括以下步骤： 1获取用户输入参数包括：节点总数、互惠度与入度之间的秩相关系数、互惠度与出度之间的秩相关系数、入度与出度之间的秩相关系数、互惠度分布的自由度和位置参数、入度分布的自由度和位置参数、出度分布的自由度和位置参数； 2根据步骤1中用户输入的参数计算互惠度、入度和出度两两之间的线性相关系数为：将互惠度、入度和出度两两之间的秩相关系数乘以π6取正弦值后再乘以2； 3根据步骤1中用户输入的参数和步骤2中计算出的线性相关系数根据多元正态分布的概率密度函数生成N个样本，其中每个样本都是一个3维向量，将样本转置后得到采样的多元数据，应用累积分布函数CDF将采样的多元数据标准化为均匀分布数据，再应用逆累积分布函数PPF将均匀分布数据转换为幂律分布数据并取整获得互惠度序列、入度序列和出度序列； 4创建空拓扑并添加节点数； 5根据步骤3中计算出的互惠度序列、入度序列和出度序列，对互惠度序列累加求和计算预期互惠边数，对入度序列和出度序列累加求和后再除以2计算预期有向边数； 6根据步骤3中计算出的互惠度序列、入度序列和出度序列以及步骤5中计算出的预期互惠边数和预期有向边数计算互惠边自环概率和有向边自环概率，其中互惠边自环概率为每个节点i互惠度值的平方除以预期互惠边数的累加求和再除以互惠度大于0的节点数乘积的12，有向边自环概率为每个节点i入度值与出度值的乘积除以预期有向边数的累加求和再除以入度和出度大于0的节点数乘积的12； 7根据步骤3中计算出的互惠度序列、步骤5中计算出的预期互惠边数和步骤6中计算出的互惠边自环概率计算互惠边采样概率为根据节点i和节点j的当前互惠度值的乘积除以预期互惠边数与互惠边连边序列长度的差值再加上互惠边自环概率；每次建立连边后，节点i和节点j的互惠度值均会减1，互惠边连边序列长度增加2； 8双层循环遍历节点对，对于每个节点i和节点jij根据步骤7中计算出的互惠边采样概率和余度补边策略获得互惠边连边序列，其中余度补边策略为第i个节点一轮采样结束后，如果节点i的当前度值不为0，则寻找相邻序数的其他度值不为0的节点与节点i相连，直到节点i的当前度值为0为止； 9根据步骤3中计算出的入度序列和出度序列、步骤5中计算出的预期有向边数和步骤6中计算出的有向边自环概率计算有向边采样概率为根据节点i当前入度值和节点j当前出度值的乘积除以预期有向边数与有向边连边序列长度的差值再加上有向边自环概率；如果建立了一条节点j指向节点i的边，则节点i的入度减1，节点j的出度减1，有向边连边序列长度增加1； 10双层循环遍历节点对，对于每个节点i和节点ji≠j根据步骤9中计算出的有向边采样概率和余度补边策略获得有向边连边序列； 11添加步骤8中获得的互惠边连边序列和步骤10中获得的有向边连边序列到步骤4创建的网络拓扑中。

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