We introduce a novel design for in-situ training of machine learning algorithms built into smart sensors, and illustrate distributed training scenarios using radio frequency (RF) spectrum sensors. Current RF sensors at the Edge lack the computational resources to support practical, in-situ training for intelligent signal classification. We propose a solution using Deepdelay Loop Reservoir Computing (DLR), a processing architecture that supports machine learning algorithms on resource-constrained edge-devices by leveraging delayloop reservoir computing in combination with innovative hardware. DLR delivers reductions in form factor, hardware complexity and latency, compared to the State-ofthe- Art (SoA) neural nets. We demonstrate DLR for two applications: RF Specific Emitter Identification (SEI) and wireless protocol recognition. DLR enables mobile edge platforms to authenticate and then track emitters with fast SEI retraining. Once delay loops separate the data classes, traditionally complex, power-hungry classification models are no longer needed for the learning process. Yet, even with simple classifiers such as Ridge Regression (RR), the complexity grows at least quadratically with the input size. DLR with a RR classifier exceeds the SoA accuracy, while further reducing power consumption by leveraging the architecture of parallel (split) loops. To authenticate mobile devices across large regions, DLR can be trained in a distributed fashion with very little additional processing and a small communication cost, all while maintaining accuracy. We illustrate how to merge locally trained DLR classifiers in use cases of interest.


翻译:我们引入了智能传感器机器学习算法现场培训的新设计,并展示了使用无线电频率频谱传感器的分布式培训情景。目前边缘的RF传感器缺乏计算资源来支持智能信号分类的实用现场培训。我们建议了使用Deepdelay Loop Reservoir 计算(DLR)的解决方案,该计算法支持在资源限制的边缘设备上进行机学习算法,利用延迟路流储量计算与创新硬件相结合。德国航天公司提供了与国家艺术(SoA)神经网相比的形式因素、硬件复杂性和延缓度方面的减少。我们展示了两种应用的DLR:RF特定 Emintar识别(SEI)和无线协议识别(无线协议识别)的计算资源。我们提出了使用Deepdedelay Loop loop Reservoorvolution 计算(DLRRR)的计算方法。一旦延迟调整数据类别,传统复杂的电力饥饿分类模型就不再需要用于学习过程。即使像Ridge Regres(R)这样的简单分类方法也减少了形式的复杂性,同时通过经过精细化的平级的平流结构来降低轨道的计算。

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