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IP网络流量变权组合预测模型研究

作　者: 许辉
导　师: 谭敏生
学　校: 南华大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 网络流量 预测 常权组合模型 变权组合模型 动态机制
分类号: TN915.02
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 65次
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内容摘要


随着Internet及其应用的迅速发展,网络开始承载越来越多的应用服务,网络行为特征日趋复杂,这给网络规划、网络管理以及服务质量带来了越来越大挑战。IP网络流量建模及预测是带宽分配、流量工程、性能分析、路由控制及差错控制的基础和主要参考依据。本文首先分析了IP网络流量的主要特性,分析比较了几种传统的IP网络流量预测模型的优缺点,在此基础上提出了基于残差改进的灰色预测模型,该模型通过对灰色模型的残差序列做指数化处理,从而使得正负交替序列向非负序列转化。实验结果表明,改进后的模型具有较高的预测精度。针对常权组合模型的权值恒定不变,很难精确预测现实网络流量的问题,本文提出了模糊自适应的变权组合预测模型,该模型由改进后的残差灰色模型和BP神经网络模型组成,引入模糊决策机制和自适应机制,通过对数据的处理得到组合模型中单一模型的模糊权值和基本权值,然后计算得出该单一模型在组合模型中的权值。实验结果表明,模糊自适应的变权组合预测模型与常权组合预测模型相比,性能更优。但实验同时也发现,在小时间粒度网络流量预测中,当预测步长超过7步以后,预测误差超过20%。针对此问题,本文提出了动态变权组合预测模型,即在原模型的基础上引入动态机制。当预测误差超过设定阀值时,变权组合预测模型也随之进行重构,从而减少预测误差。实验结果表明,动态变权组合预测模型比原模型在预测步长上有所增长。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-11
第一章 绪论  11-17
  1.1 研究的背景和意义  11-12
  1.2 研究现状  12-15
  1.3 本文的主要研究工作  15
  1.4 论文的组织结构  15-17
第二章 IP 网络流量特性和流量模型概述  17-31
  2.1 IP 网络流量特性  17-21
    2.1.1 自相似过程  17-19
    2.1.2 长相关性  19-20
    2.1.3 多重分形和突发性  20-21
  2.2 网络流量模型及其性能评价  21-30
    2.2.1 Poisson 模型  21
    2.2.2 马尔柯夫模型  21-23
    2.2.3 ARMA 模型  23-24
    2.2.4 ON/OFF 模型  24
    2.2.5 小波模型  24-26
    2.2.6 神经网络模型  26-30
  2.3 小结  30-31
第三章 基于灰色理论的IP 网络流量预测模型改正  31-50
  3.1 灰色理论基础  31-36
    3.1.1 灰色系统理论原理和方法  31
    3.1.2 数据序列的光滑比  31-34
    3.1.3 灰色模型的适用范围  34-35
    3.1.4 灰色模型的检验  35-36
  3.2 基于灰色理论的IP 网络流量预测模型改进  36-41
    3.2.1 基于GM(1,1)网络流量预测  36-37
    3.2.2 灰色模型网络流量预测的适用条件  37-38
    3.2.3 基于残差的灰色网络预测模型  38
    3.2.4 改进的残差灰色模型构建方法  38-41
  3.3 基于残差改进的灰色网络流量预测模型的实验仿真  41-49
    3.3.1 仿真工具  41
    3.3.2 IP 网络流量样本及特性分析  41-44
    3.3.3 实验仿真结果与分析  44-49
  3.4 小结  49-50
第四章 IP 网络流量变权组合预测模型研究  50-68
  4.1 组合预测理论  50-52
  4.2 模糊自适应变权组合预测模型  52-65
    4.2.1 模糊策略及模糊权值的确定  53-54
    4.2.2 自适应机制及基本权值的确定  54-55
    4.2.3 模糊自适应的变权组合预测模型  55-57
    4.2.4 模糊自适应变权组合预测模型实现过程  57-58
    4.2.5 BP 神经网络的训练  58-61
    4.2.6 仿真结果与分析  61-65
  4.3 动态变权组合预测模型  65-67
    4.3.1 动态变权组合预测模型构建方法  65-66
    4.3.2 动态变权组合预测模型仿真实验  66-67
  4.4 小结  67-68
第五章 总结与展望  68-70
  5.1 总结  68
  5.2 展望  68-70
参考文献  70-75
成果目录  75-76
致谢  76

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信网 > 一般性问题 > 通信网结构与设计
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