分数阶Fourier变换域中网络流量的自相似特性分析

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分数阶Ｆｏｕｒｉｅｒ变换域中网络流量的自相似特性分析
郭通，兰巨龙，黄万伟，张震
（国家数字交换系统工程技术研究中心，河南郑州４５０００２）
摘
要：通过分析网络流量数据在ＦｒＦＴ域的统计特性发现，实际网络流量在ＦｒＦＴ域满足自相似性，进一步地，
（ＮａｔｉｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＳｗｉｔｃｈｉｎｇＳｙｓｔｅｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００２，Ｃｈｎａｉ）
ｐｕｔａｔｉｏｎａｌｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙｈａｔｎｅｘｉｓｔｉｎｇｃｏｍｍｏｎｍｅｔｈｏｄｓ．Ｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓｏｆａｄａｐｔｉｖｅｅｓｔｉｍａｔｏｒｉｓｍｏｒｅｓａｔｉｓｆａｃｔｏｒｙ
ｌａｒｉｔｙｆｅａｔｕｒｅ．Ｆｕｒｔｈｅｒ，Ｈｕｒｓｔｐａｒａｍｅｔｅｒｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｂａｓｅｄｏｎｍｏｄｉｉｆｅｄｅｎｓｅｍｂｌｅｅｍｐｉｉｃｒａｌｍｏｄｅｄｅｃｏｍｐｏｓｉ－
ｔｉｏｎ－ｄｅｔｒｅｎｄｅｄｌｆｕｃｔｕａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ（ＭＥＥＭＤ — ＤＦｅｓｔｉｍａｔｏｒｗｉｔｈｗｅｉｇｈｔｅｄｌｅａｓｔｓｑｕｒｅａｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ（ＷＬＳＲ）
中图分类号：ＴＰ３９３．０文献标识码：Ａ文章编号：１０００．４３６Ｘ（２０１３）０６ — ００３８ — １１
Ａｎａｌｙｓｉｓｔｈｅｓｅｌｆ－ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ０ｆｎｅｔｗｏｒｋｔｒａｉｃｆ
ｗｅｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．ｗｈｉｃｈａｉｍｅｄａｔｄｉｓｐｌａｙｉｎｇｎｅｗｏｔｒｋｔｒａｆｉｃｆｉｎ“ ｔｉｍｅ ”ｏｒ“ ｒｅｆｑｕｅｎｃｙ ”ｄｏｍａｉｎｏｆＦｒＦＴｄｏｍａｉｎｓｅｐａｒａｔｅｌｙ．ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｔｈａｔｔｈｅＭＥＥＭＤ－－ＤＦＡｍｅｔｈｏｄｈａｓｍｏｒｅａｃｃｕｒａｔｅｅｓｔｉｍａｔｅｐｒｅｃｉｓｉｏｎｂｕｔｈｉｇｈｅｒｃｏｍ－－
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ｌｎＩｒａｃｔｉｏｎａｌｏｕｒｉｅｒｔｒａＵｓｌｏｒｍｄ０ｍａｌｎ
ＧＵＯＴｏｎｇ，ＬＡＮＪｕ－ｌｏｎｇ，ＨＵＡＮＧＷａｎ— ｗｅｉ，ＺＨＡＮＧＺｈｅｎ
针对网络流量在ＦｒＦＴ域的 “ 时域 ”和 “ 频域 ”展开，分别给出了基于改进的整体经验模态分解一去趋势波动分析（ＭＥＥＭＤ — ＤＦＡ）的Ｈｕｒｓｔ指数估计法以及基于加权最小二乘回归（ＷＬＳＲ）的Ｈｕｒｓｔ指数自适应估计法。实验结果表明，相比于现有估值算法，ＭＥＥＭＤ．ＤＦＡ法具有较高的估计精度，但计算复杂度高；而ＦｒＦＴ自适应估计法则具有更优的估计顽健性，且计算复杂度较低，可作为一种实时在线估计真实网络数据Ｈｕｒｓｔ指数的方法。关键词：自相似特性；分数阶Ｆｏｕｉｒｅｒ变换；Ｈｕｒｓｔ指数；整体经验模态分解；去趋势波动分析；加权最小二乘；自适应
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＳｔａｔｉｓｔｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｎｅｔｗｏｒｋｔｒａｉｃｆｄａｔａｉｎＦｒＦＴｄｏｍａｉｎｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．ｗｈｉｃｈｌｎｄｉｃａｔｅｓｔｈｅｓｅｌｆ－ｓｉｍｉ —
第３４卷第６期
２０１３年６月
通
信
学
报
、，０１．３４ＮＯ．６Ｊｕｎｅ２Ｏｌ３
ＪｏｕｍａｌｏｎＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００ — ４３６ｘ．２０１３．０６．００５