Using spline-extrapolation in the research of self-similar traffic characteristics

Abstract

The problem of predicting self-similar traffic is considered, the solution of which modeling of self-similar traffic was performed using the Simulink software package in MATLAB environment. For the simulation, the queuing system WB/M/1/K with Weibull distribution was used. The use of the spline-extrapolation method made it possible to predict self-similar traffic outside the considered period of time on which packet data transmission is considered. Extrapolation of traffic for short-term and long-term forecasts is considered. Comparison of the results of the prediction of self-similar traffic using various spline functions has shown that the accuracy of the forecast can be improved through the use of cubic splines. A method is proposed for estimating the error of traffic prediction for each variant of traffic forecasting using linear, cubic splines. The results of the research will allow you to perform effective traffic management with the support of quality characteristics, by providing the required parameters of network hardware and software in order to avoid overloads in the network.

Application of real and complex splines in infocommunication problems

“…На сучасному етапі розвитку інфокомунікацій важливим питанням є вирішення задач прогнозування характеристик трафіка, який обслуговується в мережі. Для цього в роботах [20][21][22][23][24][25][26][27][28][29][30] запропоновано використання сплайн-екстраполяції на основі різних сплайн-функцій (лінійних, квадратичних, квадартичних В-сплайнів, кубічних, кубічних В-сплайнів та кубічних сплайнів Ерміта), які дозволяють підвищити точність прогнозу. Результати прогнозування дозволять передбачити необхідний розмір буферних пристроїв і характеристик об'єктів мережі, тим самим запобігти перевантаженням та сприятимуть перевищенню нормативних значень характеристик QoS/QoE.…”

“…Розглянемо сплайн-екстраполяцію на прикладі самоподібного трафіка, коли необхідно прогнозувати характеристики трафіка ззовні відрізку Розроблений метод сплайн-екстраполяції, дозволив вирішити значний клас задач аналізу та синтезу інфокомунікацій, які показані в роботах [20][21][22][23][24][25][26][27][28][29][30]:…”

“…-задачі прогнозування характеристик трафіка мережних об'єктів, рішення яких у реальному часі для різних видів трафіка (data traffic, voice traffic, telemetry traffic та video streaming traffic) забезпечить можливості підтримки характеристик якості QoS/QoE [20][21][22][23][24][25][26];…”

“…Такий трафік особливо критичний до обслуговування із заданими характеристиками QoS, тому прогнозування характеристик такого трафіку на заданому проміжку часу дозволить передбачити необхідну продуктивність мережних об'єктів з метою попередження перевантажень і підтримки необхідних характеристик якості обслуговування [20][21][22][23][24][25][26][27][28][29][30].…”

“…Рішення значного класу задач інфокомунікацій може бути отримано за допомогою методів сплайн-інтерполяції, сплайн-апроксимації та сплайн-екстраполяції на базі різних видів дійсних сплайн-функцій (лінійних, квадратичних, квадратичних Всплайнів, кубічних, кубічних В-сплайнів і кубічних сплайнів Ерміта) [16][17][18][19][20][21][22][23][24][25][26][27][28][29][30]. Водночас забезпечується точність отриманих рішень і більш просте рішення деяких задач інфокомунікацій.…”