發(fā)布時間：2018-04-09 12:23

  本文選題：網(wǎng)絡(luò)流量預(yù)測　切入點：小波分析　出處：《西安電子科技大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：隨著互聯(lián)網(wǎng)的使用量逐漸增加,網(wǎng)絡(luò)種類逐漸繁多,信息數(shù)據(jù)越來越龐大并且呈現(xiàn)出多變的動態(tài)特性,如何精確地對網(wǎng)絡(luò)流量進行預(yù)測從而實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)的有效管理,成為一個日益重要的問題。其中,如何建立一個精確而高效的流量預(yù)測模型是解決該問題的重點和難點,其對于網(wǎng)絡(luò)的測試、流量的控制以及網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計規(guī)劃和質(zhì)量保證等問題的研究,都有重要的意義。本文主要對網(wǎng)絡(luò)流量預(yù)測模型進行研究和設(shè)計,具體工作有三個方面:(1)介紹了網(wǎng)絡(luò)流量預(yù)測的起源、發(fā)展狀況及其研究的意義,同時對網(wǎng)絡(luò)流量所具有的特性進行了分析和描述;(2)重點介紹了小波分解理論和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工作原理,并對兩者組合而成的小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Wavelet Neural Network,WNN)進行了介紹,同時著重分析了基于GA算法的WNN預(yù)測模型;(3)針對基于GA算法優(yōu)化的WNN預(yù)測模型存在的不足,本文提出用具有正反饋機制和啟發(fā)式學(xué)習(xí)特點的蟻群算法(Ant Colony Optimization,ACO)代替GA算法,形成一種基于ACO算法優(yōu)化的WNN預(yù)測模型—WACONN預(yù)測模型。該模型為了克服BP算法在網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練過程中對初始權(quán)值、閾值比較敏感,且容易陷入局部最優(yōu)解的缺點,提出將ACO算法與BP算法相結(jié)合形成ACO-BP算法:首先利用ACO算法的全局尋優(yōu)能力為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提供較適合的初始權(quán)值和閾值,以降低BP算法由于對初始值設(shè)置不同而產(chǎn)生較大的差異性、且容易陷于最優(yōu)解等缺點,再利用BP算法進一步迭代尋取全局最優(yōu)解。在進行仿真實驗過程中,該模型首先利用同時具有時、頻域描述特性的小波變換,將數(shù)據(jù)樣本分解成高頻分量和低頻分量;然后利用高、低頻分量的訓(xùn)練集部分對基于ACO優(yōu)化的WNN預(yù)測模型進行訓(xùn)練;接下來,將高、低頻分量的預(yù)測集部分輸入訓(xùn)練好的模型,進行預(yù)測;最后將預(yù)測得出的高、低頻數(shù)據(jù)分量相疊加,得出最終的預(yù)測結(jié)果。實驗數(shù)據(jù)表明,與基于GA算法優(yōu)化的WNN預(yù)測模型相比,本文提出的基于ACO算法優(yōu)化的WNN預(yù)測模型具有更好的預(yù)測精度和更快的網(wǎng)絡(luò)收斂速度,是一種更有效的預(yù)測模型。
[Abstract]:With the increasing use of the Internet, the variety of the network is becoming more and more numerous, the information data is becoming more and more large and showing dynamic characteristics, how to accurately predict the network traffic so as to realize the effective management of the network running state.Become an increasingly important issue.Among them, how to establish an accurate and efficient traffic prediction model is the key and difficult point to solve this problem. It is of great significance to the research of network testing, traffic control, network design, planning and quality assurance.This paper mainly studies and designs the network traffic forecasting model, and introduces the origin, development and significance of network traffic forecasting in three aspects.At the same time, the characteristics of network traffic are analyzed and described. (2) the wavelet decomposition theory and the working principle of BP neural network are emphatically introduced, and the wavelet Neural network WNN which is composed of the two neural networks is introduced.At the same time, the WNN prediction model based on GA algorithm is analyzed emphatically. Aiming at the shortcomings of WNN prediction model optimized by GA algorithm, this paper proposes to replace GA algorithm with ant colony algorithm with positive feedback mechanism and heuristic learning characteristics.A WNN prediction model-WACONN model based on ACO algorithm optimization was developed.In order to overcome the shortcomings of BP algorithm which is sensitive to initial weights and easy to fall into local optimal solution in the course of network training.A ACO-BP algorithm is proposed by combining ACO algorithm with BP algorithm. Firstly, the global optimization ability of ACO algorithm is used to provide a suitable initial weight and threshold for BP neural network.In order to reduce the disadvantages of BP algorithm because of the difference of initial value and easy to be trapped in the optimal solution, BP algorithm is used to find the global optimal solution.In the course of simulation experiment, the model firstly decomposes the data sample into high frequency component and low frequency component by wavelet transform with simultaneous time and frequency domain description characteristics, and then uses high frequency component.The training set of the low frequency component trains the WNN prediction model based on ACO optimization. Then, the high and low frequency component prediction sets are input into the trained model to forecast.The low frequency data components are superposed and the final prediction results are obtained.Experimental data show that compared with the WNN prediction model optimized by GA algorithm, the proposed WNN prediction model based on ACO algorithm has better prediction accuracy and faster network convergence speed, so it is a more effective prediction model.
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP393.06;TP18

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本文編號：1726431