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专利号: 2022111994778
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于自适应反馈调节机制的网络流量灰色预测方法,其特征在于,基于已构建好的网络拓扑、以及该网络拓扑的目标待预测的连续流量序列 ,执行以下步骤S1至步骤S8,获得目标待预测的连续流量序列 的预测流量序列 ;

步骤S1 、对流量序 列 进行归 一化处理,获得归一 化的流量序 列;

步骤S2、构造基于修正因子 的反馈修正函数 ;

步骤S3、初始化反馈修正函数 的反馈因子 ,设 的初始值为 ;

步骤S4、根据归一化的流量序列 、反馈修正函数 、以及反馈修正函数 的反馈因子 ,对归一化的流量序列 中的每个元素施加反馈修正函数 ,获得预处理流量序列 ;

步骤S5、采用窗口滑动一步预测方式对 实施GM(1,1)灰色预测,并按顺序保留每一时刻的窗口滑动预测值;

步骤S6、根据步骤S5的每一时刻的窗口滑动预测值,将每一时刻的窗口滑动预测值分别与其对应在 中下一时刻的流量值做减法对比,获得各个流量序列误差,之后基于预设流量预测的阈值误差值 ,获得三种预测值与真实值的大小关系,其中,判断流量序列误差是否不大于 ,是则确定预测值与真实值差值满足预设范围近似相等,否则进一步判断流量序列误差是否大于0,是则确定预测值大于真实值,否则预测值小于真实值;

步骤S7、当预测值与真实值差值满足预设范围近似相等时,保持下一时刻窗口滑动预测的反馈因子 大小不变,即 ,随后返回执行步骤S4;

当预测值大于真实值时,基于预设反馈因子 的修正梯度 ,更新下一时刻窗口滑动预测的修正因子大小为 ,随后返回执行步骤S4;

当预测值小于真实值时,基于预设反馈因子 的修正梯度 ,更新下一时刻窗口滑动预测的修正因子大小为 ,随后返回执行步骤S4;

步骤S8、将滑动窗口遍历流量序列得到的一系列流量预测结果进行反归一化,得到预测流量序列。

2.根据权利要求1所述的一种基于自适应反馈调节机制的网络流量灰色预测方法,其特征在于,步骤S2中,按如下公式构造基于修正因子 的反馈修正函数 :;

其中,为反馈因子。

3.根据权利要求2所述的一种基于自适应反馈调节机制的网络流量灰色预测方法,其特征在于,步骤S4具体为:按如下公式生成预处理流量序 :。

4.根据权利要求3所述的一种基于自适应反馈调节机制的网络流量灰色预测方法,其特征在于,步骤S5包括以下子步骤:S5.1、对流量序列 初始化,获得初始化后的流量序列 ;

S5.2、预设滑动预测窗口大小为m,将 中连续相邻的m个流量样本作为每次预测的初始化序列 : ,其中 ;

S5.3、计算 的一次累加生成序列 :;

其中,

S5.4、按如下公式计算 的紧邻均值生成序列 :;

其中,

S5.5、按如下公式构建 和 的灰色微分方程:;

其中, 为灰色发展系数,为灰色作用量;

S5.6、构建步骤S5.5的灰色微分方程的参数向量 ,并按如下公式利用最小二乘法对其进行求解:,

其中,

, ;

S5.7、根据步骤S5.6求解获得的 、,按如下公式计算灰色微分方程的时间响应函数:;

S5.8、根据步骤S5.7求解得到的 ,按如下公式计算预测结果 :。

5.根据权利要求4所述的一种基于自适应反馈调节机制的网络流量灰色预测方法,其特征在于,步骤S6中获得三种预测值与真实值的大小关系具体为:S6.1、判断 是否成立,是则确定预测值与真实值差值满足预设范围近似相等;否则执行步骤S6.2;

S6.2、判断 是否成立,是则确定预测值大于真实值,否则预测值小于真实值。

6.根据权利要求5所述的一种基于自适应反馈调节机制的网络流量灰色预测方法,其特征在于,所述网络拓扑结构包括至少一个流量发送节点、以及一个流量接收节点,流量发送节点与流量接收节点之间P2P通信连接。

7.根据权利要求6所述的一种基于自适应反馈调节机制的网络流量灰色预测方法,其特征在于,采用wireshark抓包软件对网络拓扑中的待预测流量进行连续抓取。