Modélisation de trafic par des chaînes de Markov cachées localement stationnaires:
Une alternative à la dépendance longue

Sandrine Vaton

ENST-Bretagne


Résumé:

Des études récentes sur des traces de trafic de grande précision ont mis en évidence une auto-similarité du trafic large-bande sur plusieurs échelles de temps. La publication de ces résultats a redirigé les recherches en télétrafic vers des modèles à dépendance longue sans que cette direction n'ait pour l'instant donné entière satisfaction. Dans ce contexte de très forte remise en cause des modeles classiques markoviens nous montrons qu'une modélisation markovienne mais localement stationnaire fournit une alternative intéressante à la dépendance longue.

Nous prouvons à l'aide de différents tests statistiques parmi lesquels un nouveau test de stationnarité au second ordre que nous développons que les modèles markoviens et stationnaires sont inadaptés sur des horizons de temps supérieurs à la minute. Nous proposons un nouveau modèle de trafic, le SEHMM quasi décomposable, dont nous montrons l'adéquation au trafic réel en termes de loi marginale, de densité spectrale de puissance, et de taux de perte essuyés dans une file d'attente à différents débits de service. On bénéficie dans le cadre markovien d'algorithmes classiques d'estimation paramétrique en bloc et en ligne ainsi que de calculs exacts de dimensionnement. Nous développons par ailleurs une méthode d'estimation dans le domaine de Fourier des délais incompressibles entre arrivées de paquets, ce problème ne pouvant être résolu à l'aide d'algorithmes d'estimation standards. Les algorithmes d'estimation paramétrique et les calculs de dimensionnement sont implantés pour différents modèles markoviens que nous comparons.

Nous montrons que pour des calculs de bande équivalente le modèle SEHMM quasi-décomposable peut être simplifié en un modèle élémentaire de type On/Off présentant des non stationnarités. Une analyse statistique en temps réel des paramètres du modèle On/Off permet une renegociation périodique des ressources allouèes a la connexion à très faible coût de calcul. L'algorithme proposé permet de garantir des taux de perte inférieurs a 10E-6 pour des horizons de renégociation de l'ordre de la minute sur une trace de trafic considérée dans la litterature comme présentant un fort degré de dépendance longue.


[Sandrine Vaton]
[ENST Bretagne]