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Type: TESE
Degree Level: Doutorado
Title: Contribuições ao calculo de banda e de probabilidade de perda para trafego multifractal de redes
Title Alternative: Contributions to the effective bandwidth and loss probability computing for multifractal network traffic
Author: Vieira, Flavio Henrique Teles
Advisor: Lee, Luan Ling, 1956-
Ling, Lee Luan, 1956-
Abstract: Resumo: A modelagem multifractal generaliza os modelos de tráfego existentes na literatura e se mostra apropriada para descrever as características encontradas nos fluxos de tráfego das redes atuais. A presente tese investiga abordagens para alocação de banda, predição de tráfego e estimação de probabilidade de perda de bytes considerando as características multifractais de tráfego. Primeiramente, um Modelo Multifractal baseado em Wavelets (MMW) é proposto. Levando em consideração as propriedades deste modelo, são derivados o parâmetro de escala global, a função de autocorrelação e a banda efetiva para processos multifractais. A capacidade de atualização em tempo real do MMW aliada à banda efetiva proposta permite o desenvolvimento de um algoritmo de estimação adaptativa de banda efetiva. Através deste algoritmo é introduzido um esquema de provisão adaptativo de banda efetiva. Estuda-se também a alocação de banda baseada em predição de tráfego. Para este fim, propõe-se um preditor adaptativo fuzzy de tráfego, o qual é aplicado em uma nova estratégia de alocação de banda. O preditor fuzzy adaptativo proposto utiliza funções de base ortonormais baseadas nas propriedades do MMW. Com relação à probabilidade de perda para tráfego multifractal, derivase uma expressão analítica para a estimação da probabilidade de perda de bytes considerando que o tráfego obedece ao MMW. Além disso, uma caracterização mais completa do comportamento de fila é efetuada pela obtenção de limitantes para a probabilidade de perda e para a ocupação média do buffer em termos da banda efetiva do MMW. Por fim, é apresentado um esquema de controle de admissão usando o envelope efetivo proposto para o MMW oriundo do cálculo de rede estatístico, que garante que os fluxos admitidos obedeçam simultaneamente aos requisitos de perda e de retardo. As simulações realizadas evidenciam a relevância das propostas apresentadas

Abstract: Multifractal modeling generalizes the existing traffic models and is believed to be appropriate to describe the characteristics of traffic flows of modern communication networks. This thesis investigates some novel approaches for bandwidth allocation, traffic prediction and byte loss probability estimation, by considering the multifractal characteristics of the network traffic. Firstly, a Wavelet based Multifractal Model (WMM) is proposed. Taking into account the properties of this multifractal model, we derive the global scaling parameter, the autocorrelation function and the effective bandwidth for multifractal processes. The real time updating capacity of the WMM in connection with our effective bandwidth proposal allows us to develop an algorithm for adaptive effective bandwidth estimation. Then, through this algorithm, an adaptive bandwidth provisioning scheme is introduced. In this work, we also study a prediction-based bandwidth allocation case. For this end, we develop an adaptive fuzzy predictor, which is incorporated into a novel bandwidth allocation scheme. The proposed adaptive fuzzy predictor makes use of orthonormal basis functions based on the properties of the WMM. Additionally, we derive an analytical expression for the byte loss probability estimation assuming that the traffic obeys the MMW. Besides, a more complete characterization of the queuing behavior is carried out through the estimation of the bounds for the loss probability and mean queue length in buffer in terms of the WMM based effective bandwidth. Finally, an admission control scheme is presented that uses the WMM based effective envelope derived through the statistical network calculus, guaranteeing that the admitted flows simultaneously attend the loss and delay requirements. The computer simulation results confirm the relevance of the presented proposals
Subject: Telecomunicações - Tráfego
Fractais
Previsão
Redes de computadores
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2006
Appears in Collections:FEEC - Tese e Dissertação

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