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

1、隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)類型的增長，互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和各種性能參數(shù)的變化也越來越復(fù)雜，為了能夠更好地設(shè)計、控制和管理網(wǎng)絡(luò)，我們必須及時而且準(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)的動態(tài)變化規(guī)律，獲得整個網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的多域多層次時空描繪。網(wǎng)絡(luò)層析成像技術(shù)不需要網(wǎng)絡(luò)節(jié)點參與協(xié)作，主要通過發(fā)包探測的方式進行端到端的路徑級參數(shù)測量，然后利用統(tǒng)計學(xué)的方法，對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部鏈路的參數(shù)進行估計，克服了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)測量

2、在實際應(yīng)用中存在的很多缺點。
　　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)在測量周期內(nèi)不變”這一假設(shè)，很難準(zhǔn)確地對網(wǎng)絡(luò)鏈路參數(shù)的非平穩(wěn)過程進行描述。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，提高管理服務(wù)水平。本文研究非平穩(wěn)網(wǎng)絡(luò)層析成像問題，通過解決部分關(guān)鍵理論問題，加強現(xiàn)有方法解決實際網(wǎng)絡(luò)問題的能力。
　　為了以較小的代價獲得時變鏈路狀態(tài)的準(zhǔn)確描述，我們需要設(shè)計一個

3、合理并且可靠的非平穩(wěn)網(wǎng)絡(luò)模型來估計鏈路參數(shù)。考慮到實際網(wǎng)絡(luò)的鏈路參數(shù)隨時間連續(xù)且隨機變化，時變鏈路參數(shù)估計是波形估計問題，而不再是參量估計問題，我們可以使用最佳濾波理論來求解，通過研究其中的關(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，提出了兩種時變鏈路丟包率的估計方法：基于時空關(guān)聯(lián)的最優(yōu)化估計方法和卡爾曼濾波估計方法。最優(yōu)化估計方法使用狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣來表示鏈路丟包率的時空關(guān)系并進行預(yù)測，然

4、后利用最小二乘算法來修正先驗估計，估計結(jié)果滿足最小均方誤差?？柭鼮V波估計方法以卡爾曼濾波模型為基礎(chǔ)，利用先驗數(shù)據(jù)（通過背靠背包測量或者其它方式得到的鏈路丟包率數(shù)據(jù)）對方程組系數(shù)進行訓(xùn)練，通過時間更新（先驗估計）和測量更新（后驗估計）兩個過程，實現(xiàn)了非平穩(wěn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下鏈路丟包率的遞推估計。兩種方法在估計階段不需要發(fā)送大量的背靠背探測包，減小了發(fā)包對真實鏈路的影響，能夠很好地逼近鏈路真實丟包率隨時間變化的曲線。
　　我們對本文提到的兩