发明创造名称：一种基于分数阶傅里叶变换的网络流量特性分析方法
外观设计名称：
决定号：198294
决定日：2019-12-23
委内编号：1F286854
优先权日：
申请（专利）号：201510166795.8
申请日：2015-04-10
复审请求人：中国电力科学研究院 国家电网公司 北京邮电大学 江苏省电力公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：李俊洁
合议组组长：吴斌
参审员：李倩
国际分类号：H04L12/26
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点：如果一项权利要求请求保护的技术方案与一篇对比文件公开的技术方案相比存在区别特征，所述区别特征的一部分被另一篇对比文件公开，且其作用与在该权利要求中所起的作用相同，其余部分为本领域的公知常识，则现有技术中给出了相应的技术启示，该权利要求所要求保护的技术方案不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201510166795.8，名称为“一种基于分数阶傅里叶变换的网络流量特性分析方法”的发明专利申请（下称本申请）。申请人为中国电力科学研究院等。本申请的申请日为2015年04月10日，公开日为2015年07月08日。
经实质审查，国家知识产权局实质审查部门于2019年02月28日以本申请权利要求1不符合专利法第22条第3款的规定为由作出驳回决定。驳回决定引用了以下对比文件：对比文件1，“基于FRFT自相似参数估计的异常流量检测方法”，冶晓隆等，《计算机应用研究》，公开日为2013年06月30日；对比文件2：CN101895420A，公开日为2010年11月24日。驳回决定所依据的文本为：申请日2015年04月10日提交的说明书附图第1-2页、说明书摘要、摘要附图，2015年05月08日提交的说明书第1-5页，2019年01月24日提交的权利要求第1项。驳回的具体理由是：本申请的权利要求1相对于对比文件1、对比文件2以及本领域的惯用手段的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所针对的权利要求书的内容如下：
“1. 一种基于分数阶傅里叶变换的网络流量特性分析方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)提取网络流量数据；
(2)运用网络流量特性分析算法，通过网络流量数据得到Hurst指数；
(3)通过网络流量特性参数分析当前的网络状态，并对Hurst指数进行修正。
所述Hurst指数大于0.5时，网络处于正常传输状态；所述Hurst指数小于0.5时，表明网络流量的自相似特性被破坏，即网络处于异常传输状态；
所述步骤(1)中提取网络流量数据包括丢包率、每秒发包数和流量；
所述步骤(2)包括步骤如下：
A.选定分数阶傅里叶变换的最佳分数阶数；
B.对网络流量数据进行分数阶傅里叶变换；
C.求取分数阶傅里叶变换的能量谱G(j)；
D.对得到的能量谱曲线j～G(j)进行最小二乘拟合,确定斜率k，并由((k 1))/2确定网络流量特性参数；
所述步骤(3)中网络流量处于正常状态时，通过修改分数阶傅里叶变换的阶数a，平衡分数阶傅里叶变换的时域特性和频域特性，使得在网络正常的情况下，Hurst指数波动较小；
所述分数阶傅里叶阶数a的取值范围为0-1，不同的阶数代表了分数阶傅里叶变换不同的时域特性和频域特性。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2019年06月14日向国家知识产权局提出了复审请求，没有提交修改文件。复审请求人认为：“丢包率、每秒发的数据包和流量是本领域常见的网络流量数据，属于本领域的常用技术手段”说服力不足，“在对比文件1公开了分数阶傅里叶变换FRFT，以及FRFT的阶数a的取值范围时，本领域技术人员必然可以确定其公开了分数阶傅里叶变换FRFT本身所具有的所有特征”说服力不足，并且本申请具有有益的技术效果，因此权利要求1具备创造性。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年06月19日依法受理了该复审请求，并将其转送至实质审查部门进行前置审查。
实质审查部门在前置审查意见书中认为本申请权利要求1仍然不具备创造性，因而坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年09月27日向复审请求人发出复审通知书，复审通知书依据的审查文本与驳回决定针对的审查文本相同。复审通知书引用与驳回决定中相同的对比文件1-2，并指出：在对比文件1的基础上结合对比文件2以及本领域的惯用手段得到权利要求1所要求保护的技术方案是显而易见的，因此权利要求1所要求保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步，因而不具备专利法第22条第3款规定的创造性。针对复审请求人的意见，合议组认为：在网络通信领域，报文丢包率、报文时延、时延抖动、单位时间发包数、单位时间比特数、流量等等，都是本领域常用的表征网络流量的数据，并给出书籍《实用网络流量分析技术》作为公知常识性证据；不同的阶数代表了FRFT不同的时域特征和频域特性是FRFT算法本身所具有的特性，并给出了教科书研究生教材《小波变换与分数傅里叶变换理论及应用》作为公知常识性证据；同时，对比文件1的技术方案同样具有与本申请相似的技术效果。
复审请求人于2019年11月12日提交了意见陈述书，但未修改申请文件。复审请求人认为：“提取网络流量数据”相当于“得到要分析的流量特征序列”说服力不足，“数据”是“特征序列”的上位概念，两者不想当，且本申请的有益效果在于使用基于分数阶傅里叶变换算法是兼有时域估计法和频域估计法的优点，算法时间复杂度低，受时间尺度影响小，顽健性强，能够满足高速网络特性分析，具有很好的实用性，可以根据实时的系统特性调整算法参数，增加算法的鲁棒性，扩大系统的适用范围。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出复审请求审查决定。
二、决定的理由
（一）审查文本的认定
复审请求人在复审阶段未提交修改文件，本复审请求审查决定所依据的审查文本与驳回决定以及复审通知书所依据的审查文本相同，为：申请日2015年04月10日提交的说明书附图第1-2页、说明书摘要、摘要附图，2015年05月08日提交的说明书第1-5页，2019年01月24日提交的权利要求第1项。
（二）关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
本复审请求审查决定所引用的对比文件与驳回决定和复审通知书所引用的对比文件相同，即，
对比文件1：“基于FRFT自相似参数估计的异常流量检测方法”，冶晓隆等，《计算机应用研究》，第1783-1789页，公开日为2013年06月30日；
对比文件2：CN101895420A，公开日为2010年11月24日。
1.权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求1请求保护一种基于分数阶傅里叶变换的网络流量特性分析方法。对比文件1公开了一种基于FRFT自相似参数估计的异常流量检测方法，并具体公开了以下技术特征（参见第1783-1789页）：本文提出了一种基于分数阶傅里叶变换（FRFT）的异常流量检测方法：基于FRFT估计法求解Hurst参数主要包括两个关键步骤：FRFT的分数阶阶数的选择；自相似参数估计。具体的Hurst参数提取方法如下：a、对进入的网络报文进行特征提取，得到要分析的流量特征序列（相当于提取网络流量数据）；b、选择FRFT的最佳分数阶阶数（相当于步骤A，选定分数阶傅里叶变换的最佳分数阶数），对流量特征序列进行FRFT变换（相当于步骤B，对网络流量数据进行分数阶傅里叶变换）；c、求FRFT变换后序列的能量谱G(j)（相当于步骤C，求取分数阶傅里叶变换的能量谱）；d、对得到的矩阵[j，G(j)]拟合直线，确定斜率α，并由H=(1 α)/2确定Hurst参数的值（相当于步骤D，对得到的能量谱曲线进行最小二乘拟合，确定斜率k，并由（k 1）/2确定网络流量特性参数）。最后通过分析Hurst参数值的变化来检测网络流量的异常（相当于通过网络流量特性参数分析当前的网络状态）。FRFT的分数阶阶数a（a∈[0,1]）（相当于分数阶傅里叶阶数a的取值范围为0-1，且根据分数阶傅里叶变换自身特性，可以从对比文件1中直接地、毫无疑义地确定不同的阶数代表了分数阶傅里叶变换不同的时域特性和频域特性），对Hurst参数的估计有重要的影响，图1为实验过程中Hurst估计差值（相当于Hurst指数波动）随阶数的变化曲线，在a=0.6时Hurst的估计差值最小，因此使用FRFT的阶数0.6为Hurst参数的最佳估计阶数（相当于公开了通过调整FRFT的阶数a来不断修正Hurst参数的过程，以平衡分数阶傅里叶变换的时域特性和频域特性以使Hurst指数波动较小）。
权利要求1相对于对比文件1的区别技术特征为：（1）所述Hurst指数大于0.5时，网络处于正常传输状态；所述Hurst指数小于0.5时，表明网络流量的自相似特性被破坏，即网络处于异常传输状态；（2）提取网络流量数据包括丢包率、每秒发包数和流量；（3）权利要求1中在网络流量处于正常状态时，修改阶数a使Hurst指数波动最小，而对比文件1中在选择最佳分数阶数时通过选择阶数a使估计差最小。基于上述区别技术特征可以确定权利要求1的技术方案实际解决的技术问题是：如何准确判断网络状态、如何对网络流量特性进行全面分析以及如何根据实际正常网络的Hurst指数进行修正。
对于区别（1），对比文件2（CN101895420A）公开了一种快速网络流量异常检测方法，并具体公开了（参见说明书第4段、第89-91段）：Hurst指数求解完成后，将使用得到的H值（即Hurst值）来判断异常是否发生。正常网络状况下，H值位于0.5到1之间(相当于Hurst指数大于0.5时，网络处于正常传输状态)，H值越大，表明网络流量自相似性越高，随着攻击的发生，网络流量的自相似属性减少乃至消失，H值也会随之减少，当H值下降到0.5以下时，网络流量自相似属性消失（相当于Hurst指数小于0.5时，表明网络流量的自相似特性被破坏，即网络处于异常传输状态）。可见对比文件2公开了上述区别技术特征（1），且其在对比文件2中的作用与其在本申请中相同，均是如何根据Hurst参数值来准确判断网络状态是否异常。因此，对比文件2给出了将上述区别技术特征（1）应用到对比文件1中以解决其技术问题的启示。
对于区别（2），为了对网络流量特性进行全面分析，使用本领域中常用的网络参数，如网络丢包率、每秒发的数据包和流量数值等都是本领域的常用技术手段。
对于区别（3），对比文件1已经公开了取a从0.1到1.0间隔为0.1的值进行Hurst估计，当a=0.6时估计差值最小，即Hurst指数波动最小，因此给出了通过调节分数阶傅里叶变换的阶数来修正Hurst指数的启示，为了对实际正常网络流量的Hurst指数进行修正，本领域技术人员有动机在网络流量处于正常状态时，通过修改阶数来修正Hurst参数。
因此，在对比文件1的基础上结合对比文件2以及本领域的常用技术手段以得到权利要求1请求保护的技术方案对于本领域技术人员来说是显而易见的，因此，权利要求1不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（三）关于复审请求人的意见答复
对于复审请求人在答复复审通知书时的意见陈述，合议组认为：
对比文件1中公开的是“对进入的网络报文进行特征提取，得到要分析的流量特征序列”，是权利要求1中“提取网络流量数据”的下位概念，具体下位概念相当于公开了采用上位概念限定的特征，因此，对比文件1公开了权利要求1中的特征“提取网络流量数据”。
对比文件1同样使用基于分数阶傅里叶变换的方法检测异常流量，同样具备时域估计法和频域估计法的优点，对比文件1中通过Hurst估计差值随分数阶阶数的变化曲线，调整分数阶阶数，同样具有与权利要求1的技术方案相同的实用性、鲁棒性、适用范围广等技术效果。
因此，合议组对复审请求人的意见不予支持。
三、决定
维持国家知识产权局于2019年02月28日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人自收到本决定之日起3个月内向北京知识产权法院起诉。
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