МЕТОД СПЛАЙН-ЕКСТРАПОЛЯЦІЇ ПРИ ВІДНОВЛЕННІ САМОПОДІБНОГО ТРАФІКУ

Анотація

Розглянуто задачу прогнозування самоподібного трафіку, який володіє значною кількістю сплесків і пульсацій та властивістю довгострокової залежності, за допомогою методу сплайн-екстраполяції з використанням кубічних В-сплайнів. Застосування методу сплайн-екстраполяції дозволило спрогнозувати самоподібний трафік поза аналізованого сегменту часу, на якому розглядається передача пакетних даних в мережі мобільного зв’язку. Запропоновано метод оцінки похибки прогнозування трафіку з використанням методу сплайн-екстраполяції на базі кубічних В-сплайнів. За результатами дослідження встановлено, що кубічні В-сплайни характеризуються високою конструктивністю та простотою практичної реалізації. Їх використання дозволяє значно спростити обчислювальні процеси, використовуючи формалізовані математичні конструкції. На прикладі змодельованого самоподібного трафіку, отриманого в пакеті Simulink середовища Matlab, виконана сплайн-екстраполяція з використанням кубічних В-сплайнів. Це дозволило отримати «трасу» трафіку поза межами розглянутого сегменту, яка відповідає результатам моделювання з визначеною точністю прогнозу. Використання запропонованого методу сплайн-екстраполяції на базі кубічних В-сплайнів має ряд переваг в порівнянні з іншими відомими методами, а саме, простота практичної реалізації, висока точність прогнозу, можливості достатньо точно екстраполювати пікові «сплески» трафіку, що особливо важливо при вирішенні задач в реальному масштабі часу. Практична значимість отриманих результатів дослідження визначається тим, що отримані значення інтенсивності трафіку при відомій завантаженості мережевих вузлів, дозволять оператору на етапі проектування і подальшої експлуатації мережі мобільного зв'язку передбачити необхідний обсяг буферних пристроїв апаратно-програмних засобів мережі, тим самим уникнувши перевантажень в мережі і перевищень нормативних значень характеристик якості обслуговування трафіку. Запропоновано перспективу подальших досліджень за рахунок використання вейвлет-екстраполяції з метою підвищення оцінок точності прогнозування.