МЕТОД СПЛАЙН-ЭКСТРАПОЛЯЦИИ ПРИ ВОССТАНОВЛЕНИИ САМОПОДОБНОГО ТРАФИКА

Аннотация

Рассмотрена задача прогнозирования самоподобного трафика, который обладает большим количеством всплесков и пульсаций и свойством долгосрочной зависимости, с помощью метода сплайн-экстраполяции с использованием кубических В-сплайнов. Применение метода сплайн-экстраполяции позволило спрогнозировать самоподобный трафик вне рассматриваемого сегмента времени, на котором рассматривается передача пакетных данных в сети мобильной связи. Предложен метод оценки погрешности прогнозирования трафика с использованием метода сплайн-экстраполяции на базе кубических В-сплайнов. По результатам исследования установлено, что кубические В-сплайны характеризуются высокой конструктивностью и простотой практической реализации. Их использование позволяет значительно упростить вычислительные процессы, используя формализованные математические конструкции. На примере смоделированного самоподобного трафика, полученного в пакете Simulink среды Matlab, выполненная сплайн-экстраполяция с использованием кубических В-сплайнов. Это позволило получить «трассу» трафика за пределами рассматриваемого сегмента, которая соответствует результатам моделирования с определенной точностью прогноза. Использование предложенного метода сплайн-экстраполяции на базе кубических В-сплайнов имеет ряд преимуществ по сравнению с другими известными методами, а именно, простота практической реализации, высокая точность прогноза, возможности достаточно точно экстраполировать пиковые «всплески» трафика, что особенно важно при решении задач в реальном масштабе времени. Практическая значимость полученных результатов исследования определяется тем, что полученные значения интенсивности трафика при известной загруженности сетевых узлов, позволят оператору на этапе проектирования и последующей эксплуатации сети мобильной связи предусмотреть необходимый объем буферных устройств аппаратно-программных средств сети, тем самым избежав перегрузок в сети и превышений нормативных значений характеристик качества обслуживания трафика. Предложено перспективу дальнейших исследований за счет использования вейвлет-экстраполяции с целью повышения оценок точности прогнозирования.