شماره ركورد
34796
پديد آورنده
يونس محمودي
عنوان
بررسي پيشبيني قيمت ارزهاي ديجيتال با استفاده از شبكههاي LSTM
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي كامپيوتر- نرمافزار
سال تحصيل
1402
تاريخ دفاع
1405/1/19
استاد راهنما
محمدهادي علائيان
استاد مشاور
ندارم
دانشكده
رياضي و علوم كامپيوتر
چكيده
پيشبيني بازارهاي مالي همواره يكي از چالشبرانگيزترين مسائل در اقتصادسنجي بوده است. با ظهور ارزهاي ديجيتال، ماهيت بهشدت پرنوسان و نويزيِ اين داراييها، محدوديتهاي رويكردهاي پيشبيني را نمايان ساخته است. هدف اصلي اين پژوهش، ارائهي يك چارچوبِ پيشبينيِ دقيق و استوار مبتني بر موازنهي «دقت در برابر هزينه محاسباتي» با استفاده از خانواده شبكههاي حافظه طولاني كوتاهمدت LSTM و بهينهسازي سيستماتيكِ آنهاست. در اين رساله، يك پايگاه داده يكپارچه پنج ساله با فركانس ساعتي از هفت دارايي شاخص بازار استخراج گرديد. به منظور شبيهسازي شرايط واقعي معاملات و جلوگيري از نشت داده، رويكرد ارزيابي مبتني بر پيشبينيِ تك-قدميِ لغزان بر روي يازده معماري مختلف (شامل مدلهاي آماري، الگوريتمهاي درختي، شبكههاي بازگشتي، معماريهاي كانولوشني، ترنسفورمرها و مدلهاي زباني بنيادين) طراحي و پيادهسازي شد. يافتههاي تجربي اين پژوهش نشان داد كه در محيطهاي پرنويز مالي، مدلهاي آماري خطي (نظير ARIMA عملكرد بسيار قدرتمندي دارند كه تأييدي تجربي بر فرضيه گام تصادفي بازار است. از سوي ديگر، مدلهاي مبتني بر درخت در مواجهه با سقفهاي تاريخيِ جديد دچار شكست در برونيابي ميشوند. اگرچه معماريهاي عظيمالجثهي ترنسفورمر بالاترين دقت (با ضريب تعيين 0.9999 براي بيتكوين) را ثبت كردند، اما هزينه محاسباتي و زمان استنتاج آنها به شدت نامتناسب است. در اين ميان، با كاليبراسيون فضاي هايپرپارامتري از طريق الگوريتم جستجوي شبكهاي Grid Search، شبكه دوطرفه Bi-LSTM بهينهشده توانست با ثبت خطاي درصدي مطلق MAPE معادل 0.56 درصد و ضريب تعيين 0.9976، دقتي بسيار نزديك به مدلهاي غولپيكر را با كسر بسيار كوچكي از زمانِ آموزش و هزينه پردازشي تأمين نمايد. اين دستاورد ثابت ميكند كه شبكههاي بازگشتي به دليل برخورداري از سوگيري استقرايي ماركوفي، نقطهي بهينه (مرز پارتو) ميان دقت پيشبيني و سرعت استنتاج را شكل داده و منطقيترين و پايدارترين انتخاب مهندسي براي توسعه سيستمهاي معاملات الگوريتمي فركانسبالا محسوب ميشوند.
تاريخ ورود اطلاعات
1405/02/22
عنوان به انگليسي
Review Cryptocurrency Price Prediction Using LSTM Networks
تاريخ بهره برداري
5/11/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
يونس محمودي
چكيده به لاتين
Forecasting financial markets has perpetually remained a formidable challenge in econometrics. With the advent of cryptocurrencies, the highly volatile and noisy nature of these assets has exposed the limitations of conventional forecasting approaches. The primary objective of this research is to propose an accurate and robust forecasting framework based on the "accuracy versus computational cost" trade-off, utilizing the Long Short-Term Memory (LSTM) family and their systematic optimization. In this thesis, an integrated 5 year hourly frequency dataset comprising seven leading crypto assets was extracted. To prevent data leakage and simulate real world trading conditions, a rigorous 1 step ahead rolling forecast evaluation was conducted across 11 diverse architectures spanning statistical methods, tree based algorithms, recurrent networks, convolutional models, transformers such as TFT and N-BEATS, and foundation language models such as Chronos. The empirical findings indicate that in noisy financial environments, linear statistical models such as ARIMA perform exceptionally well, serving as an empirical validation of the random walk hypothesis. Conversely, tree based models fail to extrapolate during historical breakouts. Although massive transformer architectures achieved the highest precision, recording an R-squared value of 0.9990 for Bitcoin, their computational overhead and inference latency are disproportionately high. Meanwhile, by calibrating the hyperparameter space via Grid Search, the optimized Bidirectional LSTM secured an exceptionally close performance, recording a Mean Absolute Percentage Error of 0.56 percent and an R-squared value of 0.9976, at only a fraction of the training time and computational cost. This achievement demonstrates that recurrent networks, owing to their Markovian inductive bias, establish the Pareto optimal frontier between prediction accuracy and inference speed, remaining the most pragmatic engineering choice for developing high frequency algorithmic trading systems.
كليدواژه هاي فارسي
ارزهاي ديجيتال , يادگيري عميق , شبكههاي بازگشتي , ترنسفورمرها , جستجوي شبكهاي , موازنه هزينه-دقت , الاستيام
كليدواژه هاي لاتين
Cryptocurrencies , Deep Learning , Recurrent Neural Network , Transformers , Grid Search , Accuracy-Efficiency Trade-off , LSTM
Author
Younes Mahmoudi
SuperVisor
Mohammadhadi Alaeiyan