非平稳网络层析成像关键技术研究

非平稳网络层析成像可以获得全面准确的网络状态参数及其变化，对提高网络系统的优化设计和管理服务水平具有重要意义，是目前国内外学术界和工业界共同关注的前沿科学问题。针对现有方法难以适应非平稳网络环境的问题，本研究将在非平稳网络故障链路诊断、链路参数特征值估计、链路参数估计多个层次上开展研究，并对非平稳网络层析成像带来的高维反演稳定性与多解性、非平稳链路参数变化过程描述与建模等关键科学问题进行重点攻关。力求通过解决相应的基础问题，提高层析成像解决实际非平稳网络问题的能力。主要创新包括：针对非平稳链路参数估计，提出基于最佳滤波理论的时变链路参数估计方法系列；针对非平稳网络故障链路诊断的不确定性与多解性，提出基于时间序列相关性和差异性分析的诊断方法和一些降低多解性的方法；针对高维网络层析成像的稳定性问题，提出使用相关信息进行约束求解、将层析成像与传统测量结合构成约束或多目标最优化网络层析成像等方法。

本项目在非平稳网络故障链路诊断与链路参数估计等多个层次上开展研究,并对多径路由网络层析成像相关问题进行了有益探索,完成的主要创新工作包括:针对非平稳链路参数估计,提出基于最佳滤波理论的时变链路参数估计方法; 提出基于粒子滤波的非平稳链路丢包估计方法。针对非平稳网络链路特征值估计，提出基于高阶累积量拓扑结构估计方法；提出基于小波包分解的拓扑估计方法。针对非平稳网络故障链路诊断，提出基于扩展状态空间的网络拥塞链路识别方法；针对增强高维网络层析成像稳定性的方法研究，提出基于图模式的匿名路由器聚类方法。针对多径路由网络层析成像问题，提出多径路由路径识别方法；提出单源多径路由网络拥塞链路识别方法；提出单源多径路由网络拓扑估计方法。已有研究贴合实际网络，有力提高了层析成像解决实际网络问题的能力。已发表或录用论文二十余篇，其中SCI检索8篇、EI检索12篇；培养博士生5名，硕士生21名。