In this paper, we address the problem of joint sensing, computation, and communication (SC$^{2}$) resource allocation for federated edge learning (FEEL) via a concrete case study of human motion recognition based on wireless sensing in ambient intelligence. First, by analyzing the wireless sensing process in human motion recognition, we find that there exists a thresholding value for the sensing transmit power, exceeding which yields sensing data samples with approximately the same satisfactory quality. Then, the joint SC$^{2}$ resource allocation problem is cast to maximize the convergence speed of FEEL, under the constraints on training time, energy supply, and sensing quality of each edge device. Solving this problem entails solving two subproblems in order: the first one reduces to determine the joint sensing and communication resource allocation that maximizes the total number of samples that can be sensed during the entire training process; the second one concerns the partition of the attained total number of sensed samples over all the communication rounds to determine the batch size at each round for convergence speed maximization. The first subproblem on joint sensing and communication resource allocation is converted to a single-variable optimization problem by exploiting the derived relation between different control variables (resources), which thus allows an efficient solution via one-dimensional grid search. For the second subproblem, it is found that the number of samples to be sensed (or batch size) at each round is a decreasing function of the loss function value attained at the round. Based on this relationship, the approximate optimal batch size at each communication round is derived in closed-form as a function of the round index. Finally, extensive simulation results are provided to validate the superiority of the proposed joint SC$^{2}$ resource allocation scheme.


翻译:在本文中,我们通过在环境智能中无线感测的基础上对人类运动的识别进行具体案例研究,解决联合遥感、计算和通信(SC$%2美元)资源配置问题。首先,通过分析人类运动认知中的无线感测过程,我们发现遥感传输能力存在临界值,超过这一临界值将产生感测数据样本,其质量大致相同。然后,联合SC$%2美元资源分配问题是为了在培训时间、能源供应和每种边缘设备感知质量的限制下最大限度地提高感知汇速度。解决这个问题需要解决两个子问题:第一个问题是为了确定联合感测和通信资源配置,从而最大限度地增加整个培训过程中可以感知到的样本总数;第二个问题涉及在所有通信回合中达到感测样本的总数之间的间隔,以确定每轮感测速度最大化的速度最大化。第一个关于联合感测和通信资源配置的子问题正在转换成一个单一易变值的子问题。 解决这一问题,在每种可测算的精度排序中,通过一种可测的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度排序, 提供了一种精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度。

0
下载
关闭预览

相关内容

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
【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
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29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】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013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
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 · 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 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年8月2日
Arxiv
0+阅读 · 2022年8月1日
Arxiv
45+阅读 · 2019年12月20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
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29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】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013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
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 · 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 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员