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专利号: 2021100181295
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
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于图卷积网络融合多特征输入的网络流量预测方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)获取网络流量数据;

(2)利用皮尔森相关系数对流量进行相关性分析;

(3)采用时空特征提取单元来提取流量间的时空特征;所述时空特征提取单元通过双通道GCN模型提取空间特征,通过GRU模型提取时间特征,时空特征提取单元的输出为 所述双通道GCN模型包括邻接特征提取模块AGCN和相关特征提取模块PGCN;所述邻接特征提取模块AGCN包括两层GCN模型,其输入为网络流量特征矩阵X及其邻接矩阵;所述相关特征提取模块PGCN包括两层GCN模型,其输入为网络流量特征矩阵X及其相关系数矩阵;

设f(X,A,P)为双通道GCN模型的输出,f(X,A)为邻接特征提取模块AGCN的输出,f(X,P)为相关特征提取模块PGCN的输出,则:f(X,A,P)=[f(X,A)|f(X,P)]其中,“|”表示矩阵的拼接,A为邻接矩阵,P为相关系数矩阵;

邻接特征提取模块AGCN的输出f(X,A)的表达式如下:其中, II为单位矩阵, 为 的第(l‑1)

i行第j列的元素, 为对角矩阵 的第i行第i列的元素,W 为输入层到隐藏层的权重,(l)

W 为隐藏层到输出层的权重,ReLU表示修正线性单元;

时空特征提取单元的计算过程如下:T T‑1

Γu=σ(Wu[f(X ,A,P),h ]+bu)T T‑1

Γr=σ(Wr[f(X ,A,P),h ]+br)T T

其中,f(X ,A,P)为T时刻网络流量特征X 对应的双通道GCN模型的输出,Γu为GRU模型T T‑1

中的更新门,Γr为GRU模型中的重置门,σ为激活函数,h为T时刻隐藏状态,h 为T‑1时刻隐藏状态, 为T时刻候选隐藏状态,Wu、Wr、Wc为权重,bu、br、bc为偏置项;

(4)提取历史上每周同一时刻的网络流量数据 将 构建成与步骤(3)中 相同尺寸的矩阵;

(5)特征融合得到预测结果:其中,P1、P2为权值,⊙表示哈达玛乘子, 为预测结果。

2.根据权利要求1所述基于图卷积网络融合多特征输入的网络流量预测方法,其特征在于,在步骤(5)中,采用PSO算法选出P1、P2的最优值。