Spatial-temporal Cellular Traffic Prediction: A Novel Method Based on Causality and Graph Attention Network

计算机科学 滞后 数据挖掘 图形 人工智能 骨料(复合) 数据建模 熵(时间箭头) 传递熵 机器学习 最大熵原理 理论计算机科学 物理 数据库 量子力学 复合材料 计算机网络 材料科学
作者
Xiangyu Chen,Gang Chuai,Kaisa Zhang,Weidong Gao
标识
DOI:10.1109/wcnc55385.2023.10118616
摘要

Cellular traffic prediction is crucial for intelligent network operations, such as load-aware resource management and proactive network optimization. In this paper, to explicitly characterize the temporal dependence and spatial relationship of nonstationary real-world cellular traffic, we propose a novel prediction method. First, we decompose traffic data into three components which represent various cellular traffic patterns. Second, to capture the spatial relationship among base stations (BSs), we model each component as a directed causal graph by variable-lag transfer entropy (VLTE) based causal structure learning. Third, we design a deep learning model combining graph attention network (GAT) and gated recurrent unit (GRU) to predict each component. GRU is used to capture temporal dependence. GAT is trained to quantitatively analyze spatial relationship and aggregate spatial features. Finally, we integrate the prediction results of three components to obtain the cellular traffic prediction result. We conduct extensive experiments on real-world traffic data, and the results show that our proposed method outperforms other common methods.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
XGS小怪兽关注了科研通微信公众号
1秒前
莫愁完成签到,获得积分10
1秒前
香蕉觅云应助小小林同学采纳,获得10
1秒前
2秒前
2秒前
2秒前
3秒前
3秒前
wow完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
loco发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
5秒前
包凡之发布了新的文献求助10
5秒前
lll发布了新的文献求助10
5秒前
ZYP完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
rrrrr发布了新的文献求助10
7秒前
yang完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
林中逐梦发布了新的文献求助10
8秒前
ZYP发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
9秒前
迷途发布了新的文献求助10
9秒前
社会主义接班人完成签到 ,获得积分10
9秒前
蓝天发布了新的文献求助20
9秒前
坦率以莲完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
XGS小怪兽发布了新的文献求助10
10秒前
许女士完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
青木完成签到,获得积分10
10秒前
危机发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
12秒前
Merge发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
14秒前
黑魔仙小玥完成签到,获得积分10
14秒前
高分求助中
Adhesion Science: Principles & Practice 1234
Signals, Systems, and Signal Processing 610
The Resilient Mindset 400
Impact of Storage Orientation and Duration on Prefilled Syringe Performance: Break-Loose and Glide Forces, and Injection Time Across Multiple Time Points 360
Programming for Chemical Engineers Using C, C++, and MATLAB 300
Upland Kenya wild flowers and ferns: a flora of the flowers, ferns, grasses, and sedges of highland Kenya 300
Disturbing the Quiet Life? Competition and CEO Incentives 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6653714
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8407129
关于积分的说明 17976326
捐赠科研通 5849822
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2972039
邀请新用户注册赠送积分活动 1947628
关于科研通互助平台的介绍 1868581