Federated edge learning (FEEL) has emerged as an effective approach to reduce the large communication latency in Cloud-based machine learning solutions, while preserving data privacy. Unfortunately, the learning performance of FEEL may be compromised due to limited training data in a single edge cluster. In this paper, we investigate a novel framework of FEEL, namely semi-decentralized federated edge learning (SD-FEEL). By allowing model aggregation across different edge clusters, SD-FEEL enjoys the benefit of FEEL in reducing the training latency, while improving the learning performance by accessing richer training data from multiple edge clusters. A training algorithm for SD-FEEL with three main procedures in each round is presented, including local model updates, intra-cluster and inter-cluster model aggregations, which is proved to converge on non-independent and identically distributed (non-IID) data. We also characterize the interplay between the network topology of the edge servers and the communication overhead of inter-cluster model aggregation on the training performance. Experiment results corroborate our analysis and demonstrate the effectiveness of SD-FFEL in achieving faster convergence than traditional federated learning architectures. Besides, guidelines on choosing critical hyper-parameters of the training algorithm are also provided.


翻译:联邦边缘学习(FEEL)是减少基于云的机器学习解决方案中大型通信延迟的有效方法,同时保护数据隐私;不幸的是,由于单一边缘组别的培训数据有限,感觉的学习表现可能受到影响;在本文件中,我们调查了一个新型的情感框架,即半分散化联邦边缘学习(SD-FEEL),允许不同边缘组别进行模型聚合,SD-FEEL在减少培训延迟方面享有感觉的好处,同时通过从多个边缘组别获得更丰富的培训数据来改进学习业绩;为SD-FEEL提供了每轮有三种主要程序的培训算法,包括当地模型更新、集群内和集群间模型汇总,这证明与不独立和同样分布的(非IID)数据趋同。我们还对边缘服务器网络地形和集群间模型集成在培训业绩上的通信间接进行了互动。实验结果证实了我们的分析,并展示了SD-FFEL在实现比传统联邦学习架构更快的趋同方面的有效性。此外,还选择了关键的培训模型准则。

0
下载
关闭预览

相关内容

Feel,是一款科学地激励用户实现健康生活目标的应用。 想要减肥,塑形,增高,提升活力,睡个好觉,产后恢复……?针对不同的目标,Feel为您定制个性化的健康生活计划,并通过各种记录工具和激励手段帮您实现目标。
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
78+阅读 · 2020年7月26日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
59+阅读 · 2019年10月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015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
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月17日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月17日
Arxiv
19+阅读 · 2020年7月13日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015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
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员