Cellular traffic prediction is an indispensable part for intelligent telecommunication networks. Nevertheless, due to the frequent user mobility and complex network scheduling mechanisms, cellular traffic often inherits complicated spatial-temporal patterns, making the prediction incredibly challenging. Although recent advanced algorithms such as graph-based prediction approaches have been proposed, they frequently model spatial dependencies based on static or dynamic graphs and neglect the coexisting multiple spatial correlations induced by traffic generation. Meanwhile, some works lack the consideration of the diverse cellular traffic patterns, result in suboptimal prediction results. In this paper, we propose a novel deep learning network architecture, Adaptive Hybrid Spatial-Temporal Graph Neural Network (AHSTGNN), to tackle the cellular traffic prediction problem. First, we apply adaptive hybrid graph learning to learn the compound spatial correlations among cell towers. Second, we implement a Temporal Convolution Module with multi-periodic temporal data input to capture the nonlinear temporal dependencies. In addition, we introduce an extra Spatial-Temporal Adaptive Module to conquer the heterogeneity lying in cell towers. Our experiments on two real-world cellular traffic datasets show AHSTGNN outperforms the state-of-the-art by a significant margin, illustrating the superior scalability of our method for spatial-temporal cellular traffic prediction.


翻译:蜂窝流量预测是智能电信网络不可或缺的组成部分。然而,由于频繁的用户移动性和复杂的网络调度机制,蜂窝流量通常蕴含复杂的时空模式,使得预测极具挑战性。尽管近年来提出了诸如基于图的预测方法等先进算法,但这些方法通常基于静态或动态图来建模空间依赖关系,忽略了由流量生成引起的共存多重空间相关性。同时,部分工作未充分考虑多样化的蜂窝流量模式,导致预测结果欠优。本文提出了一种新颖的深度学习网络架构——自适应混合时空图神经网络(AHSTGNN),以解决蜂窝流量预测问题。首先,我们采用自适应混合图学习来学习基站间的复合空间相关性。其次,我们构建了一个带有多周期时序数据输入的时间卷积模块,以捕获非线性时间依赖关系。此外,我们引入了一个额外的时空自适应模块,以克服基站间存在的异质性。在两个真实蜂窝流量数据集上的实验表明,AHSTGNN显著优于当前最先进的方法,展示了该方法在时空蜂窝流量预测中的出色可扩展性。

0
下载
关闭预览

相关内容

Networking:IFIP International Conferences on Networking。 Explanation:国际网络会议。 Publisher:IFIP。 SIT: http://dblp.uni-trier.de/db/conf/networking/index.html
Artificial Intelligence: Ready to Ride the Wave? BCG 28页PPT
专知会员服务
28+阅读 · 2022年2月20日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
GNN 新基准!Long Range Graph Benchmark
图与推荐
0+阅读 · 2022年10月18日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
Arxiv
16+阅读 · 2022年11月1日
Arxiv
23+阅读 · 2022年2月24日
Arxiv
35+阅读 · 2021年1月27日
Arxiv
15+阅读 · 2020年2月5日
Arxiv
26+阅读 · 2018年2月27日
VIP会员
最新内容
分层反无人机系统发展新趋势
专知会员服务
5+阅读 · 9月3日
何为协作武器?
专知会员服务
9+阅读 · 9月1日
《理解认知战:超越信息》
专知会员服务
13+阅读 · 9月1日
美国战争部在GenAI.mil上推出OpenAI的ChatGPT Mil
专知会员服务
8+阅读 · 8月31日
人工智能赋能军事维护:重新定义国防战备
专知会员服务
5+阅读 · 8月31日
《美陆军野战手册(2026年):特种部队》
专知会员服务
8+阅读 · 8月31日
相关VIP内容
Artificial Intelligence: Ready to Ride the Wave? BCG 28页PPT
专知会员服务
28+阅读 · 2022年2月20日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
相关资讯
GNN 新基准!Long Range Graph Benchmark
图与推荐
0+阅读 · 2022年10月18日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员