Aplicación del proceso m/g/... Al modelado de tráfico de vídeo de tasa variable

Resumo

El objetivo fundamental de la tesis es el desarrollo y validación de modelos de tráfico en general, y de tráfico de vídeo de tasa variable en particular, capaces de exhibir dependencia a corto y largo plazo de forma parsimoniosa, basados en el proceso M/G/... La motivación de la tesis ha sido por un lado la creciente popularidad de las aplicaciones multimedia, que ha hecho que el tráfico de vídeo represente una parte muy importante de la carga de las redes actuales, y por otro los resultados de diversos estudios en los últimos años, que han mostrado la existencia de correlaciones persistentes en distintos tipos de tráfico, entre ellos el tráfico de tasa variable, y que bajo determinadas condiciones el impacto de la correlación en las prestaciones puede ser muy importante, con la consiguiente necesidad de poder disponer de modelos adecuados de este tipo de tráfico para estudiar el comportamiento de las redes. La posibilidad de generación secuencial (on-line) del proceos M/G/... lo hace muy atractivo para su uso en estudios de simulación, pero su aplicación al modelado lleva aparejados una serie de problemas que son objeto de estudio en esta tesis. Así, se aborda el desarrollo de técnicas para mejorar la eficiencia de un generador secuencial de muestras del proceso M/G/... y se estudia la flexibilidad del proceso M/G/... para modelar estructuras de correlación diversas y la posibilidad de ajustar la distribución marginal sin afectar a la correlación objetivo. Además, se propone una familia de tests de hipótesis para seleccionar entre varios modelos el que da lugar a un mejor ajuste de la densidad espectral de potencia, y por tanto de la estructura de correlación, del tráfico a modelar. Concretamente, se pueden identificar las siguientes aportaciones: * Mejora de eficiencia de generación de trazas sintéticas del proceso M/G/... de forma incremental, haciendo uso de la propiedad de descomposición de los procesos de Poisson y de la propiedad de falta de memoria de la distribución geométrica. Como resultado se obtiene un generador altamente eficiente, capaz de tratar con un amplio rango de parámetros de entrada, y por tanto muy flexible para adaptarlo al modelado de tráfico con características muy diversas. * Adaptación del proceos M/G/... al modelado de tráfico con distintas estructuras de correlación de forma parsimoniosa, a partir de la elección de la función de distribución para el tiempo de servicio del sistema M/G/... o de la función de autocorrelación del proceso resultante, incorporando además un acoplamiento con filtros autorregresivos para conseguir una mayor flexibilidad en el ajuste de la autocorrelación. * Obtención de la densidad espectral de potencia de la versión del proceso M/G/... capaz de exhibir dependencia a largo plazo que se propone donde no estaba disponible. * Estudio de la potencia de una familia de tests de hipótesis sobre la densidad espectral del potencial del tráfico a modelar, basados en el error de predicción del estimador de Whittle. * Propuesta y validación de modelos de tráfico de vídeo MPEG a distintos niveles.