神经网络在网络通信中的应用研究

（） ３
它 的 特 点 是 通 过 适 当 的 Ｂ 算 法 进 行 样 本 训 练 学 习． 经 网 络 Ｐ 神 的 输 入 输 出可 以 逼 近 任 意 输 入 输 出 对 应 的非 线 性 映 射 ． 种 经 这
Ｂ Ｐ网 络采 用 的是 有 监督 学 习 。Ｐ网络 采 用 训 练 过 程 如 下 ： Ｂ
【 关键词】 神 经 网络 ；网络 通信 ；呼 叫允许控制 ；路 由选择 ；混沌 ：
１ ．引言
络 是 一 种 典 型 的 全 局 逼 近 网 络 ，即 对 每 一个 输 入， 出 数 据 对 。 输 网络 的所 有 参 数 都 要 调 整 。
近 些 年来 ． 信 技 术 正 以 前 所 未有 的 速度 飞速 发 展 。 网 络 通 在 通信中， 人们一直在追求更高速 的宽带 数字 网的建设 ， 高速宽 带 化 是 目前 网络 发 展 的 主 要 方 向 。 而 ， 然 由于 用 户 接 人 和 信元 交 换 的 不 可 预 测 性 ． 此 宽 带 技 术 就 必 须 是 在 最 大 满 足 用 户 的需 要 因 和 保 证通 信 服 务 质 量 的 同时 考 虑 如 何 充 分 利用 网络 资 源 。 要 解 决 这 个 问 题 ． 必 须 首 先 在理 论 上 能 够 实 现 通 信 统 计 环 境 的 预 就 测 和 不同 环 境 下 的 快 速 优 化 问 题 。 神 经 网络 是 一 门模 仿 人 类 神 经 中枢 一 大 脑 构 造 与功 能 的智 能科 学． 用 物 理 器 件 来 模 拟 生 物 神经 网 络 的 某 些 结 构 和 功 能 ， 利 即 由 许 多 功 能 简 单 的 神 经 元 互 联 起 来 ． 成 一 种 能 够 模 拟 人 的 形 学 习 、 策 和识 别 等功 能 的 网络 系统 。它 具 有 快 速 反 应 能 力 ， 决 便 于对 事物 进 行 适 时 控 制 与 处 理 ； 于 在 复 杂 的 环 境 下 ， 分 逼 近 善 充 任 意 非 线 性 系统 ． 速 获 得 满 足 多 种 约 束 条 件 问 题 的最 优 化 答 快 案 ； 有 高 度 的 鲁 棒性 和容 错 能 力 等优 越 性能 。 具 因此 在 网 络 通 信 中 取得 了广 泛 的应 用
示， 并有以下的关 系：
及 其 它 自适 应 控 翩 等 方 面 。而 互 联 反馈 神 经 网 络 的 特 点 是 通 过 Ｖ“（） （∥ １・ ， ， １＝ ∞ “（） （） ， ， １ （） ４ 设 计 学 习 将联 想 记 忆 内容 或 最 优 化答 案设 置 成 系 统 能 量 函数 的 式 （） ， 隐 层 节 点数 目， 网络 的 正 向传 播 次 数 ， 有 ４中 Ｔ为 ｎ为 并 极 小 点 ． 神 经 网络 的动 力 学 平 衡 过 程 就 可 以 实 现 自动 快 速 处 经 Ｊ以 及 理 优 化 问 题， 而 它 可 以 广 泛地 用 于 网络 通 讯 领 域 ， 括 信 息 包 因 包 ｍ（ ） ，＝ １ （ ） １ 的调 度 、 优 路 由的 选 择 、 息 交 换 和 控 制 。 度 互 联 的 、 线 性 最 信 高 非 （ ５） 的神 经 网 络还 具 有 混 沌 行 为 ， 是 一 个 非 常 复 杂 的 Ｎ 它 Ｐ问 题 ， 能 ２输 出层 ： １ 产 生 无 法 预 测 的序 列 轨 迹 ， 设 计 成 安 全 可 靠 的 快 速 密 码 算 法 可 用 表 示 输 出 层 中节 点 Ｊ 输 入 ， 表 示 该 节 点 的 输 出 ， 的 正 是 基 于 以上 特点 神 经 网络 在 网络 通 讯 中得 到 广 泛 的 应 用 。 而 隐 层 节 点 ｉ 输 出层 节 点 ｊ 间 的 连 接 权 重 用 与 之 示 ， 有 并 ３Ｂ ． Ｐ神 经 网 络 简 介 以下关 系： ３１Ｂ ． Ｐ网 络结 构 Ｂ Ｐ神 经 网 络 应 用 最 为 广 泛 的神 经 网 络 ． 一 种 多 层 前 馈 神 是 以 ｌ Ｏ （ 。 ∞ ， 。 （ｌ ６ ） ： Ｉｂ 经 网络 。 基 本 原 理 结 构 如 图 １所 示 。它 由输 入层 、 出层 和若 其 输 式 （ 中 Ｌ为 输 出 层 节 点个 数 ， 网络 的 正 向传 播 次 数 ， ６ ） ｎ为 且 干隐 含 层 的 节 点组 成 。Ｂ Ｐ神 经 网 络 是采 用 Ｂ （ａｋＰｏａａ ｏ １ ＰＢ ｅ ｒｐｇｔ ｎ ｉ 算 法 进 行 训 练 具 有 一 个 输 入 层 。 个 输 出层 和 至 少 一 个 隐 藏（ 一 中 有 ） ， 脚 Ｊ以及 ．‘ ，＝ ｙ （ ） 』 １ （ ） ，） １ １ 间１ 。 究 结果 表 明增 加 隐藏 层 的层 数 不 一 定 能 提 高 。Ｂ 层 研 Ｐ算 法 有 两 部 分 组成 ： 息 的 正 向传 递 与 误 差 的 反 向 传播 。 信 在正 向传 播 （） ７ ３误 差 及 权 重 修 正 ： １ 中。 输入 信 息 从 输 入 经 隐 含 层 逐 层 计 算 传 向 输 出 层 。 如果 在 输 出 对 输 出 单元 ｊ 言 ， 本 和实 际输 出之 间 的 误 差 为 ： 而 样 层没 有得 到 期 望 的 输 出 。 计 算 输 出 层 的 误差 变 化 值 ， 后 转 向 则 然 反 向传 播 ． 过 修 改 各 层 神 经 元 权 值 逐 渐 达 到 期 望 目标 。 Ｂ 通 Ｐ网 ｅ（） ， ） （） ｊｎ ＝ｄ （ 一 （） ８
维普资讯
福
建 电
脑
２ ０ 第 ３期 ０ ８年
神经 Hale Waihona Puke 络在 网络通信 中的应 用研 究
马 曾 ．赵
【 摘
时
（ ． 军 潜艇 学 院 山 东 青 岛 ２ ６ ７ ２东北 大 学信 息 学 院 辽 宁 沈 阳 １ ０ ０ １海 ６０１ １０ ４）
一
图 １神 经 网 络 结 构 示 意 图及 单 个 神 经 元 模 型
对 每个 神 经元 ．
口 ｆ ｐｘ ６ ＝ （ ｗ＋ ）
（） １
函 数 ｆ 激 活 函数 。 用 的 有 阚 值 函 数 、 为 常 阶梯 函 数 、 性 函 线 ２ 神 经 网络 的 基 本 概 念 ． ｉ ｄ型 ｍｏ ｉ ｉ ｍ ２ Ｏ世 纪 ４ ０年代 ． 着 神 经 解 剖 学 、 经 生 理学 以及 神经 元 数 和 Ｓｇ ｉ 函 数 。Ｓｇ ｏｄ函 数 常 用 的有 指 数 函数 随 神
要 】 根据神 经 网络的原理 和特点， 明在网络通信 中采用神 经网络技 术进行应 用研 究的优 势， ： 说 并根据其特 点从
三个 方 面介 绍 了神 经 网络 在 网络 通 信 中的 应 用， 最后 分析 目前 神 经 网络 技 术 在 网络 通信 中应 用研 究 的现 状 和发 展 趋 势 。
个 基本的 Ｂ Ｐ神 经 元 模 型 包 括 三个 部 分 ：一 组 连 接 权 ． 连 接 强 度 由权 值 表 示 ； 累加 器 ， 用于 求 取 各 输 入 信 息 的 加权 和 一个 非 线 性 激 励 函数 ．其 作 用 是 通 过 非线 形 映 射使 神 经 元 限 制 在 一 定 范 围 内 。 ｌ 含 一个 隐层 的 Ｂ 图 是 Ｐ神经 网络 的结 构 示 意 图 及 单 个 神 经 元 模 型
的 电 生理 过 程 等 研 究 取 得 突 破 性 进 展 ． 们 对 人 脑 的 结 构 、 成 人 组 及 最 基 本 工 作 单 元 有 了 越 来 越 充 分 的 认 识 ． 此 基 本 认 识 的 基 在
一 ：——— 一 （
１ ｘ （ａ） ＋ｅｐ － ｘ
（） ２
础 上 ， 合 数 学 、 理 学 以 及 信 息 处 理 等 学 科 的 方 法 对 人 脑 神 经 双 曲正 切 函数 综 物 （ ）＝ｔｎ （ １ ｘ ａ ｈ２） －ｅ ｐ － ） ｘ（ 网 络 进行 抽 象 ， 建 立 简化 的模 型， 为人 工 神 经 网 络 Ａ ＮＡ － 并 称 Ｎ （ｒ ｔ ｃａ Ｎ ｕａ Ｎ ｔｏｋ， 称 神 经 网 络 。 ｉ ｉ ｅｒｌ ｅｗ ｒ１ 简 ｉ ｆ ｌ 渐 从 神 经 网 络 的 理 论 模 型来 看 ． 主 要 可 分 为 二 大 类 ： 层 它 们 皆具 平 滑 性 、 近性 和保 单 调 性 。 它 即 ２ 状 前 馈 神 经 网 络 和 互 联 反 馈 神 经 网络 ， 于 层 状 前 馈 神 经 网络 ， ３ Ｐ网络 训 练 过 程 对 ．Ｂ
１隐 层： １
过学 习来实现映射其实就是一种 自适应 的判断 控制功能。主要
用 壤 示 隐 层 节点 ｊ 的输 入 ， 表 示 该 节 点 的 输 出 ， 点 ｊ 节 ，
用 于 网络 通 讯 中的 信 道 均 衡 、 局 性 网 络 管 理 、 息 流量 预 测 以 ｉ 全 信 之间 的连接权重用