[發(fā)明專利]利用時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型增強(qiáng)路由計(jì)算可靠性的系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310628690.0
• 申請(qǐng)日: 2013-11-29
• 公開（公告）號(hào): CN103685014B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧磊;曹東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢日電光通信工業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): H04L12/701
• 分類號(hào): H04L12/701;H04L12/803;H04L12/24;H04L12/26
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 王丹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，具體涉及在網(wǎng)管以及北向系統(tǒng)中對(duì)業(yè)務(wù)路由計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行可靠性預(yù)測(cè)分析。

背景技術(shù)

在目前的網(wǎng)管系統(tǒng)中路由計(jì)算已經(jīng)是一個(gè)非常通用的重要技術(shù)，隨著PTN網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，自動(dòng)路由計(jì)算成為網(wǎng)管軟件中業(yè)務(wù)創(chuàng)建必不可少的一個(gè)重要功能。特別在北向接口的支持上，目前主流的以CORBA為技術(shù)中間件的TMF814規(guī)范中越來(lái)越強(qiáng)調(diào)業(yè)務(wù)配置的重要性，MultiLayerSubnetwork子模塊中的createSNC函數(shù)就是上層網(wǎng)管需要進(jìn)行路由的自動(dòng)計(jì)算并且下發(fā)的實(shí)際需求。

目前很多的網(wǎng)管軟件的路由計(jì)算基本上是利用SPF算法的基礎(chǔ)上進(jìn)行帶寬QoS的加權(quán)判斷，最大限度的利用現(xiàn)有帶寬資源來(lái)達(dá)到網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的平衡。也有通過(guò)更加復(fù)雜的遺傳算法，蟻群算法等進(jìn)行智能啟發(fā)式算法來(lái)解決NP難問(wèn)題。但是在計(jì)算過(guò)程中都不對(duì)資源鏈路本身的可靠性進(jìn)行判定，導(dǎo)致往往在出現(xiàn)多條可達(dá)路徑并且都可以滿足帶寬優(yōu)先級(jí)的情況下無(wú)法選擇更加可靠的路徑作為承載，繼而在后續(xù)管理以及維護(hù)性上會(huì)出現(xiàn)更多的投入與支持。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種利用時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型增強(qiáng)路由計(jì)算可靠性的系統(tǒng)及方法，不僅能夠滿足帶寬可用以及網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡，而且在原有滿足帶寬路徑的前提下建議出更加可靠的路由選擇，以便減少后期運(yùn)維帶來(lái)的額外開銷。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案為：利用時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型增強(qiáng)路由計(jì)算可靠性的系統(tǒng)，其特征在于：它包括以下模塊：

SPF路由計(jì)算模塊，用于對(duì)現(xiàn)有路由情況以及用戶輸入進(jìn)行最短路徑搜索算法的計(jì)算，采用單源最短路徑的貪心算法，將QoS滿足帶寬的差值作為權(quán)值，采取二叉堆進(jìn)行優(yōu)化，并將計(jì)算結(jié)果作為返回值；所述的計(jì)算結(jié)果分為3類：第1類是在源宿點(diǎn)之間無(wú)任何滿足要求路徑，第2類是在源宿點(diǎn)之間只有唯一的一條可行路徑，第3類是在源宿點(diǎn)之間存在多條滿足要求路徑；

模型預(yù)處理模塊，用于當(dāng)SPF路由計(jì)算模塊的計(jì)算結(jié)果屬于第3類時(shí)，將涉及到的承載鏈路關(guān)聯(lián)的告警數(shù)據(jù)從歷史告警信息數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢出來(lái)，進(jìn)行預(yù)處理；預(yù)處理包括將與之相關(guān)的告警數(shù)據(jù)提取出來(lái)轉(zhuǎn)換為需要的模型數(shù)據(jù)，進(jìn)行平穩(wěn)化檢測(cè)和平穩(wěn)化處理，得到平穩(wěn)化樣本數(shù)據(jù)；

歷史告警信息數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)告警數(shù)據(jù)，供模型預(yù)處理模塊調(diào)用；告警數(shù)據(jù)包括告警標(biāo)識(shí)、告警級(jí)別以及發(fā)生時(shí)間；

模型計(jì)算模塊，用于對(duì)平穩(wěn)化樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行自相關(guān)函數(shù)與偏自相關(guān)函數(shù)的計(jì)算，進(jìn)行模式的識(shí)別，確定模型的類型，然后通過(guò)求最小殘差方差獲取最小階數(shù)確定模型的階數(shù)，在階數(shù)固定的情況下通過(guò)矩估計(jì)法來(lái)進(jìn)行模型參數(shù)的估算，獲得模型的數(shù)學(xué)函數(shù)；所述的模型的類型分為AR模型、MA模型和ARMA模型3類；

分析統(tǒng)計(jì)模塊，用于根據(jù)模型計(jì)算模塊獲得的模型的類型和階數(shù)，結(jié)合估計(jì)出來(lái)的模型參數(shù)建立估計(jì)函數(shù)，通過(guò)估計(jì)函數(shù)計(jì)算預(yù)測(cè)結(jié)果并保存，最終將最低的預(yù)測(cè)結(jié)果作為建議值返回給用戶作為本次路由計(jì)算的最可靠鏈路。

按上述方案，所述的SPF路由計(jì)算模塊包括轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)模塊、QoS加權(quán)運(yùn)算模塊和matrix運(yùn)算SPF模塊；轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)模塊用于將所有可用承載路徑信息運(yùn)用矩陣二維數(shù)組方式進(jìn)行轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)；QoS加權(quán)運(yùn)算模塊用于將用戶需求的QoS帶寬信息計(jì)算出加權(quán)值與現(xiàn)有內(nèi)存中的所有路徑帶寬進(jìn)行過(guò)濾，獲取所有滿足該QoS帶寬的路徑信息并保存內(nèi)存中以便下一步的計(jì)算；matrix運(yùn)算SPF模塊用于采取最短路徑算法進(jìn)行加權(quán)最短路徑的計(jì)算，獲取計(jì)算結(jié)果。

按上述方案，所述的模型預(yù)處理模塊包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、平穩(wěn)化檢測(cè)模塊和平穩(wěn)化處理模塊；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊用于查詢承載鏈路相關(guān)的告警數(shù)據(jù)并進(jìn)行除噪處理，將除噪后的告警數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為檢測(cè)時(shí)間間隔為T的樣本數(shù)據(jù)，T為預(yù)設(shè)值；平穩(wěn)化檢測(cè)模塊用于利用游程檢測(cè)方式將樣本數(shù)據(jù)與均值比較檢測(cè)樣本數(shù)據(jù)是否為平穩(wěn)化樣本數(shù)據(jù)；平穩(wěn)化處理模塊用于將非平穩(wěn)化樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行差分運(yùn)算將其變成平穩(wěn)化樣本數(shù)據(jù)；所述的均值通過(guò)計(jì)算告警級(jí)別與個(gè)數(shù)獲取。

按上述方案，所述的模型計(jì)算模塊包括識(shí)別計(jì)算模塊、模型定階模塊和模型定參模塊；識(shí)別計(jì)算模塊用于先求得平穩(wěn)化樣本數(shù)據(jù)的自協(xié)方差然后求得其自相關(guān)函數(shù)，根據(jù)求解線性方程組獲得求解偏自相關(guān)函數(shù)，分別存儲(chǔ)在數(shù)組中，然后采取循環(huán)統(tǒng)計(jì)手段，判定截尾性是否滿足AR，MA，或者ARMA模型之一；模型定階模塊用于根據(jù)所確定的模型采取求最小殘差方差獲取最小階數(shù)確定模型的階數(shù)；模型定參模塊用于在階數(shù)固定的情況下采取矩估計(jì)法對(duì)模型線性方程組求解獲取模型參數(shù)存儲(chǔ)為二維數(shù)組。