Unlike theoretical distributed learning (DL), DL over wireless edge networks faces the inherent dynamics/uncertainty of wireless connections and edge nodes, making DL less efficient or even inapplicable under the highly dynamic wireless edge networks (e.g., using mmW interfaces). This article addresses these problems by leveraging recent advances in coded computing and the deep dueling neural network architecture. By introducing coded structures/redundancy, a distributed learning task can be completed without waiting for straggling nodes. Unlike conventional coded computing that only optimizes the code structure, coded distributed learning over the wireless edge also requires to optimize the selection/scheduling of wireless edge nodes with heterogeneous connections, computing capability, and straggling effects. However, even neglecting the aforementioned dynamics/uncertainty, the resulting joint optimization of coding and scheduling to minimize the distributed learning time turns out to be NP-hard. To tackle this and to account for the dynamics and uncertainty of wireless connections and edge nodes, we reformulate the problem as a Markov Decision Process and then design a novel deep reinforcement learning algorithm that employs the deep dueling neural network architecture to find the jointly optimal coding scheme and the best set of edge nodes for different learning tasks without explicit information about the wireless environment and edge nodes' straggling parameters. Simulations show that the proposed framework reduces the average learning delay in wireless edge computing up to 66% compared with other DL approaches. The jointly optimal framework in this article is also applicable to any distributed learning scheme with heterogeneous and uncertain computing nodes.


翻译:与理论分布式学习(DL)不同的是,无线边缘网络的DL面临无线连接和边缘节点的内在动态/不确定性,使得DL在高度动态的无线边缘网络(例如,使用 mmW 界面)下的效率甚至不适用,使DL更低,甚至无法在高度动态的无线边缘网络(例如,使用 mmW 界面)下优化。本条款通过利用编码计算的最新进展和深层分解神经网络结构来解决这些问题。通过引入编码结构/冗余,可以完成分散式学习任务,而不必等待交错节点。与传统编码计算(只优化代码结构)不同的常规编码计算,在无线边端连接和边缘节点上进行分配,还需要优化无差异的无线边缘节点的无线边节点选择/安排,还需要优化无差异连接的无线边缘节点的无线边节点选择/列表的选择/调整,同时在不使用最深层次的线际网络结构中进行最佳的学习。

0
下载
关闭预览

相关内容

【图与几何深度学习】Graph and geometric deep learning,49页ppt
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
125+阅读 · 2020年11月20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
Python分布式计算,171页pdf,Distributed Computing with Python
专知会员服务
107+阅读 · 2020年5月3日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
人工智能 | UAI 2019等国际会议信息4条
Call4Papers
6+阅读 · 2019年1月14日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
随波逐流:Similarity-Adaptive and Discrete Optimization
我爱读PAMI
5+阅读 · 2018年2月6日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Arxiv
45+阅读 · 2019年12月20日
Optimization for deep learning: theory and algorithms
Arxiv
104+阅读 · 2019年12月19日
Arxiv
4+阅读 · 2019年1月14日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
人工智能 | UAI 2019等国际会议信息4条
Call4Papers
6+阅读 · 2019年1月14日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
Disentangled的假设的探讨
CreateAMind
9+阅读 · 2018年12月10日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
随波逐流:Similarity-Adaptive and Discrete Optimization
我爱读PAMI
5+阅读 · 2018年2月6日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员