基于最佳濾波理論的非平穩(wěn)網(wǎng)絡(luò)鏈路丟包率估計(jì).pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型的增長(zhǎng)，互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和各種性能參數(shù)的變化也越來(lái)越復(fù)雜，為了能夠更好地設(shè)計(jì)、控制和管理網(wǎng)絡(luò)，我們必須及時(shí)而且準(zhǔn)確地了解和掌握網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部特性，高速感知處于不斷變化中的各種網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)參數(shù)以及網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)參數(shù)的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，獲得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的多域多層次時(shí)空描繪。網(wǎng)絡(luò)層析成像技術(shù)不需要網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)參與協(xié)作，主要通過(guò)發(fā)包探測(cè)的方式進(jìn)行端到端的路徑級(jí)參數(shù)測(cè)量，然后利用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法，對(duì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部鏈路的參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，克服了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)測(cè)量

2、在實(shí)際應(yīng)用中存在的很多缺點(diǎn)。
　　然而，現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)層析成像的研究大多基于“網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)參數(shù)在測(cè)量周期內(nèi)不變”這一假設(shè)，很難準(zhǔn)確地對(duì)網(wǎng)絡(luò)鏈路參數(shù)的非平穩(wěn)過(guò)程進(jìn)行描述。非平穩(wěn)網(wǎng)絡(luò)層析成像技術(shù)可以獲得更為全面準(zhǔn)確的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)參數(shù)及其變化，從而優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，提高管理服務(wù)水平。本文研究非平穩(wěn)網(wǎng)絡(luò)層析成像問(wèn)題，通過(guò)解決部分關(guān)鍵理論問(wèn)題，加強(qiáng)現(xiàn)有方法解決實(shí)際網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題的能力。
　　為了以較小的代價(jià)獲得時(shí)變鏈路狀態(tài)的準(zhǔn)確描述，我們需要設(shè)計(jì)一個(gè)

3、合理并且可靠的非平穩(wěn)網(wǎng)絡(luò)模型來(lái)估計(jì)鏈路參數(shù)?？紤]到實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的鏈路參數(shù)隨時(shí)間連續(xù)且隨機(jī)變化，時(shí)變鏈路參數(shù)估計(jì)是波形估計(jì)問(wèn)題，而不再是參量估計(jì)問(wèn)題，我們可以使用最佳濾波理論來(lái)求解，通過(guò)研究其中的關(guān)鍵技術(shù)，為非平穩(wěn)網(wǎng)絡(luò)層析成像的研究提供一種新的思路。
　　本文基于最佳濾波的相關(guān)理論，提出了兩種時(shí)變鏈路丟包率的估計(jì)方法：基于時(shí)空關(guān)聯(lián)的最優(yōu)化估計(jì)方法和卡爾曼濾波估計(jì)方法。最優(yōu)化估計(jì)方法使用狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣來(lái)表示鏈路丟包率的時(shí)空關(guān)系并進(jìn)行預(yù)測(cè)，然

4、后利用最小二乘算法來(lái)修正先驗(yàn)估計(jì)，估計(jì)結(jié)果滿(mǎn)足最小均方誤差?？柭鼮V波估計(jì)方法以卡爾曼濾波模型為基礎(chǔ)，利用先驗(yàn)數(shù)據(jù)（通過(guò)背靠背包測(cè)量或者其它方式得到的鏈路丟包率數(shù)據(jù)）對(duì)方程組系數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練，通過(guò)時(shí)間更新（先驗(yàn)估計(jì)）和測(cè)量更新（后驗(yàn)估計(jì)）兩個(gè)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了非平穩(wěn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下鏈路丟包率的遞推估計(jì)。兩種方法在估計(jì)階段不需要發(fā)送大量的背靠背探測(cè)包，減小了發(fā)包對(duì)真實(shí)鏈路的影響，能夠很好地逼近鏈路真實(shí)丟包率隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)。
　　我們對(duì)本文提到的兩