Federated Learning (FL) over wireless network enables data-conscious services by leveraging the ubiquitous intelligence at network edge for privacy-preserving model training. As the proliferation of context-aware services, the diversified personal preferences causes disagreeing conditional distributions among user data, which leads to poor inference performance. In this sense, clustered federated learning is proposed to group user devices with similar preference and provide each cluster with a personalized model. This calls for innovative design in edge association that involves user clustering and also resource management optimization. We formulate an accuracy-cost trade-off optimization problem by jointly considering model accuracy, communication resource allocation and energy consumption. To comply with parameter encryption techniques in FL, we propose an iterative solution procedure which employs deep reinforcement learning based approach at cloud server for edge association. The reward function consists of minimized energy consumption at each base station and the averaged model accuracy of all users. Under our proposed solution, multiple edge base station are fully exploited to realize cost efficient personalized federated learning without any prior knowledge on model parameters. Simulation results show that our proposed strategy outperforms existing strategies in achieving accurate learning at low energy cost.


翻译:在无线网络之上的联邦学习(FL)通过利用网络边缘的无处不在的智能进行隐私保护模式培训,使具有数据意识的服务成为了数据意识的服务。随着环境意识服务的扩散,个人偏好的多样性导致用户数据中有条件分布不尽相同,从而导致推论性差。从这个意义上讲,向具有类似偏好的用户组群提议分组联邦学习,为每个组群提供个性化模式。这要求在边缘协会中进行创新设计,涉及用户群群和资源管理优化。我们通过共同考虑模型准确性、通信资源分配和能源消耗,制定了准确性成本权衡优化问题。为了遵守FL的参数加密技术,我们提议了一个迭代解决方案程序,在边缘服务器上采用基于深度强化学习的方法。奖励功能包括尽量减少每个基站的能源消耗,以及所有用户的平均模型准确性。根据我们提议的解决方案,多边基站被充分利用以实现成本高效的个人化节能学习,而不事先了解模型参数。模拟结果显示,我们拟议的战略在以低能源成本实现准确学习方面优于现有战略。

0
下载
关闭预览

相关内容

联邦学习(Federated Learning)是一种新兴的人工智能基础技术,在 2016 年由谷歌最先提出,原本用于解决安卓手机终端用户在本地更新模型的问题,其设计目标是在保障大数据交换时的信息安全、保护终端数据和个人数据隐私、保证合法合规的前提下,在多参与方或多计算结点之间开展高效率的机器学习。其中,联邦学习可使用的机器学习算法不局限于神经网络,还包括随机森林等重要算法。联邦学习有望成为下一代人工智能协同算法和协作网络的基础。
专知会员服务
31+阅读 · 2021年6月12日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
78+阅读 · 2020年7月26日
专知会员服务
60+阅读 · 2020年3月19日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
164+阅读 · 2020年3月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
152+阅读 · 2019年10月12日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9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 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3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
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013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
1+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 · 2010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
1+阅读 · 2009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
23+阅读 · 2022年2月24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 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月3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
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013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
1+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 · 2010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
1+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员