[发明专利]面向EPON与LTE无线双模融合通信的网络业务流建模方法

说明书

本发明提出了一种面向EPON与LTE无线双模融合通信的网络业务流建模方法。使用沃尔什变换来构建关于面向EPON与LTE无线双模融合通信的网络流量端到端流量的模型。首先，将端到端网络流量表示为一个独立同分布的随机时变序列。在随机过程中，有几个参数需要精确估计。对于有限的流量信息来说这非常困难。其次，使用沃尔什变换来表征端到端网络流量。利用统计方法计算参数，正确地确定模型。此外，有关端到端网络流量的模型已正确构建。最后，提出了一种新的算法来建立模型。仿真结果表明，本发明的方法是可行和有效的。

技术领域

本发明是属于通信网络业务流建模中的面向EPON与LTE无线双模融合通信的网络业务 流建模领域。

背景技术

以太网无源光网络(EPON)和LTE已被广泛应用于通信网络中，与传统的传输网络相比， 它们可以提供更大带宽、更短时延的数据传输能力。而在电力通信网络的配电通信系统中， 目前仍主要采用光纤组网的EPON系统和租用运营商GPRS两种通信模式，单一通信制式存 在固有缺陷以及使用的局限性，给配电通信网络的安全性以及新功能业务的拓展带来了极大 的挑战，如：施工过程中光缆被挖断将会导致大量ONU失连，造成电力终端监控设备采集 数据无法传输和汇集；GPRS本身的传输带宽就非常小，并且容易受到外界的电磁干扰等， 这些都限制了配电通信系统网络的发展以及新功能的部署，已经无法满足配电通信系统服务 功能多样化的需求。因此，融合EPON和LTE构建无线双模融合通信系统是配电通信系统发 展的必然趋势。在配电通信系统中，EPON与LTE无线双模融合通信系统的流量特性以及管 理模式相比于传统的EPON与GPRS相结合的通信模式发生了巨大的变化，同时也与移动通 信服务网络的业务流量也有巨大的差别。然而，在配电通信系统中关于EPON与LTE无线双 模融合通信的网络业务流量的性质和特点尚未深入研究，理论分析与实际应用之间的差距仍 然较大。本专利意在解决配电通信系统中EPON与LTE无线双模融合通信网络流量建模问题， 并提出了一种基于沃尔什变换的建模方法来描述EPON与LTE无线双模融合通信网络流量的 端到端流量。首先，将端到端业务表示为独立同分布随机时变序列。然后用沃尔什变换来表 征网络流量的端到端流量。通过计算相应的参数，证明了建立模型是正确性。仿真结果表明， 本专利方法具有可行性和有效性。

随着配电通信系统中数据传输需求和新应用的不断发展，EPON与LTE无线双模融合通 信网络已经广泛地部署在当前的配电通信网络中。EPON与LTE无线双模融合通信网络中的 流量具有新功能，这给配电通信系统的传输网络性能和流量工程带来了新的挑战。准确地描 述和模拟EPON与LTE无线双模融合通信网络的流量对提高EPON与LTE无线双模融合通 信网络的性能具有重要意义。而且，配电通信系统中的网络流量具有自相似性、自相关性、 重尾分布等特点，这对网络优化和路由有重要影响。EPON与LTE无线双模融合通信网络的 流量表征了配电通信的网络行为。因此，模拟EPON与LTE无线双模融合通信网络中的端到 端流量已受到研究人员、运营商和开发人员的广泛关注。

通信网络中的端到端流量行为体现了网络中的路径级和网络级特征，这可以用于描述网 络状态和性质，如路径负载、吞吐量、网络利用率等。利用统计方法被用来表示和描述从源 节点到目的节点的网络流量模型；重力模型、通用演化、混合方法和压缩感知等可以用于捕 获端到端网络流量的属性。在执行建模的过程中，这些方法可以更好地预测和估计端到端流 量。但是，这些方法需要来自链路负载的信息或关于端到端网络流量的先前信息，这必然增 加了获得模型参数的计算复杂性和开销。而采用时频域分析可以用来捕捉多尺度特征和动态 特性；利用神经网络被用来模拟网络流量，这些方法可以建立表示端到端网络流量的模型， 但要准确地捕获它们的功能并为通信网络中的流量工程建立准确和适当的网络流量模型非常 困难。为此，本发明提出一种新的建模方法来估测EPON与LTE无线双模融合通信网络中的 端到端流量。

发明内容

针对现有方法存在的不足，本发明提出一种更简便、高准确度、高效率的EPON与LTE 无线双模融合通信网络的流量建模方法，其主要步骤如下：