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专利号: 2021108998548
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于不完全链路负载测量的网络流量矩阵估算方法,其特征在于,包括如下步骤:

1)输入需要主动测量的链路数量k和路由矩阵A;其中,所述需要测量的链路数量k根据应用场景来确定,所述网络中路由矩阵A通过网络的状态信息和配置信息获得;

2)对网络中的n条链路分别编号,构建编号集合N={1,2,3...,n};

3)初始化需要主动测量的链路集S为空,即S={};

4)更新需要主动测量的链路集S,直至S中元素的个数为k;

5)测量链路集S中的链路,构造对应的链路负载集合YS;

6)利用历史负载信息data划分特征数据集xs和结果数据集yp;

7)利用k元线性岭回归模型训练数据集,得到精确度acc1和结果res1;

8)利用k元二次多项式岭回归模型训练数据集,得到精确度acc2和结果res2;

9)从acc1和acc2中选择精确度大的结果作为链路补全的结果,得到全部链路对应的链路负载Y;

10)根据路由矩阵A和补全的链路负载Y,构造符合RIP原则的观测矩阵Θ,并将Θ转换到估算式Y=AX中;

11)构造l1范数优化函数式,即min||vt||1,s.t.Wt=Θψvt

12)根据CS‑OMP算法求解l1范数式估计流量矩阵。

2.如权利要求1所述的基于不完全链路负载测量的网络流量矩阵估算方法,其特征在于,所述步骤4)包括如下步骤:

4.1)令循环变量i初始值为1,步长为1;

4.2)令集合P=N‑S;

4.3)计算集合P中的每条链路j的设计准则criteria[j]=φA(S∪{j})。其中,φA(η)=T

tr{AD(η)A}, As为链路集S对应的子路由矩阵,R=αI,α是一个常数,I是单位矩阵;

4.4)选择集合P中设计准则最小的链路记为s,即s=argminjcriteria[j];

4.5)更新需要主动测量的链路集S,S=S∪{s};

4.6)更新循环变量i为i+1;

4.7)若循环变量i<k,则转步骤4.2),否则得到需要主动测量的链路集S转步骤5)。

3.如权利要求1所述的基于不完全链路负载测量的网络流量矩阵估算方法,其特征在于,所述步骤6)中,所述历史负载信息data是二维数据,包含网络中所有链路负载的历史信息,不同行表示不同时刻,不同列对应各个链路;特征数据集xs=data[:,s],结果数据集yp=data[:,p],其中,p∈N且 xs对应data中s列的数据,yp对应data中p列的数据。

4.如权利要求1所述的基于不完全链路负载测量的网络流量矩阵估算方法,其特征在于,所述步骤10)包括如下步骤:

10.1)利用压缩感知原理将流量矩阵X重构为X=ψv,其中ψ为构造的稀疏基DCT矩阵,v为稀疏系数向量;

10.2)将流量矩阵的估算式Y=AX转变为Y=Aψv;

10.3)通过高斯随机矩阵以及对角采样矩阵构造符合RIP原则的观测矩阵Θ=GC(Y)A,其中,G是满足渐进正态分布的高斯随机矩阵,C(γ)为元素为0或1的对角阵,其对角线上0元素数量为γ;

10.4)式Y=Aψv两端同乘以G和C(γ),得到式W=GC(γ)Y=GC(γ)Aψv=Θψv。

5.如权利要求1所述的基于不完全链路负载测量的网络流量矩阵估算方法,其特征在于,所述步骤12)包括如下步骤:

12.1)初始化残差r0=Wt,ξ=Θψ,信号支撑集

12.2)令循环变量i初始值为1,步长为1;

12 .3)从 观测矩阵ψ中 寻找 与信号 相关性 最强的 信号支 撑索 引,

12.4)将寻找到的信号支撑加入信号支撑集合中,ξk=ξk‑1∪ξI;

12.5)更新已选各列的稀疏系数估计值,

12.6)更新残差,

12.7)重构测量时间点t上的网络流量矩阵Xt=ψvt;

12.8)更新循环变量i为i+1;

12.9)若循环变量i<K,则转步骤12.3);否则,得到流量矩阵Xt,其中,K为ψ主对角线上取非零值的元素数量。