基于双周期Holt-Winters模型和SARIMA模型的组合预测方法技术

技术编号:26771294 阅读:48 留言:0更新日期:2020-12-18 23:51
本发明专利技术公开了基于双周期Holt‑Winters模型和SARIMA模型的组合预测方法,属于无线网络流量预测和网络优化领域。首先提取基站m个无线网络流量数据,利用前m‑k项数据,进行预测步长为k的双周期Holt‑Winters模型预测和SARIMA模型预测,分别存入数组

【技术实现步骤摘要】
基于双周期Holt-Winters模型和SARIMA模型的组合预测方法
本专利技术属于无线网络流量预测和网络优化领域,具体是一种基于双周期Holt-Winters模型和SARIMA模型的组合预测方法。
技术介绍
随着移动通信技术的飞速发展,人们对通信的需求逐渐增大,移动设备的不断普及,无线网络也悄无声息进入了人们的生产生活中,并逐渐成为必不可少的工具,具体表现在无线网络流量的爆发式增长。正在到来的5G时代和高速率低时延的传输,使无线网络的应用场景更加丰富,从而导致无线网络流量数据不断增长,网络变得越来越拥挤,而用户对体验质量的要求也越来越高,这给网络优化和管理带来了更大的难度。准确的流量预测模型可以提供未来流量的变化趋势,从而使运营商可以进行有效的访问控制、拥塞管理和网络资源分配等。在数据预测的实践过程中,往往会发现各种预测方式都有可能会出现时好时坏的现象,除了数据本身特性的影响,还有可能是因为不同的预测方法对于数据信息的提取方式不同,进而在预测某项数据时会因忽略某种特征而导致预测的误差较大。目前已有研究表明,组合预测模型可以有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于双周期Holt-Winters模型和SARIMA模型的组合预测方法,其特征在于,流程如下:/n步骤一、提取基站无线网络流量数据,共有m个数据,预测长度为k;/n步骤二、利用前m-k项数据,进行预测步长为k的双周期Holt-Winters模型预测,得到未来k个时间粒度的预测结果,并存入数组

【技术特征摘要】
1.基于双周期Holt-Winters模型和SARIMA模型的组合预测方法,其特征在于,流程如下:
步骤一、提取基站无线网络流量数据,共有m个数据,预测长度为k;
步骤二、利用前m-k项数据,进行预测步长为k的双周期Holt-Winters模型预测,得到未来k个时间粒度的预测结果,并存入数组
双周期Holt-Winters模型的改进之处是:将原模型中的季节项拆分为两部分:和并将γ和σ作为季节项的平滑指数;
具体步骤如下:
步骤201、初始化参数α、β、γ、σ,并采用L-BFGS算法对这四个参数进行优化;
目标函数为均方根误差,其中,α是水平项的指数平滑系数,β是趋势项的指数平滑系数,γ是季节项1的指数平滑系数,σ是季节项2的指数平滑系数;
步骤202、对水平项、趋势项和两个季节项的初始值公式选取如下:
水平项的初始值:
趋势项的初始值:
季节项的初始值:



其中,p1为周期长度1,p2为周期长度2,Yi为第i个流量数据;
步骤203、利用如下水平值、趋势值和季节值的迭代公式,以及前m-k个数据计算出第m-k时刻的水平值L′m-k、趋势值T′m-k和季节值
迭代公式(t=1,2,3,…,m-k-1):
t时刻的水平值:
t时刻的趋势值:T′t=β(L′t-L′t-1)+(1-β)T′t-1
t时刻的季节值1:
t时刻的季节值2:
m-k时刻的水平值:



m-k时刻的趋势值:
T′m-k=β(L′m-k-L′m-k-1)+(1-β)T′m-k-1
m-k时刻的季节值1:



m-k时刻的季节值2:



步骤204、利用m-k+l时刻的预测公式计算之后m-k~m时刻的流量预测结果,并存入数组
m-k+l时刻的预测公式为:
其中,l=1,2,3…k;
步骤三、将m-k~m时刻的原始流量数据与预测结果对比,利用如下公式计算误差平方和EDHW;
误差平方和公式:
其中,代表数组的第i个预测值,Ym-k+i代表第m-k+i时刻实际流量数据;
步骤四、利用前m-k项数据,进行预测步长为k的SARIMA模型预测,得到未来k个时间粒度的预测结果,并存入数组
步骤五、将m-k~m时刻的原始流量数据与预测结果对比,利用如下公式计算误差平方和ESA;
其中,代表数组的第i个预测值,Ym-k+i代表第m-k+i时刻实际流...

【专利技术属性】
技术研发人员:侯懿健啜钢
申请(专利权)人:北京邮电大学
类型:发明
国别省市:北京;11

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