Cell-free massive MIMO (CF mMIMO) is a promising next generation wireless architecture to realize federated learning (FL). However, sensitive information of user equipments (UEs) may be exposed to the involved access points or the central processing unit in practice. To guarantee data privacy, effective privacy-preserving mechanisms are defined in this paper. In particular, we demonstrate and characterize the possibility in exploiting the inherent quantization error, caused by low-resolution analog-to-digital converters (ADCs) and digital-to-analog converters (DACs), for privacy-preserving in a FL CF mMIMO system. Furthermore, to reduce the required uplink training time in such a system, a stochastic non-convex design problem that jointly optimizing the transmit power and the data rate is formulated. To address the problem at hand, we propose a novel power control method by utilizing the successive convex approximation approach to obtain a suboptimal solution. Besides, an asynchronous protocol is established for mitigating the straggler effect to facilitate FL. Numerical results show that compared with the conventional full power transmission, adopting the proposed power control method can effectively reduce the uplink training time under various practical system settings. Also, our results unveil that our proposed asynchronous approach can reduce the waiting time at the central processing unit for receiving all user information, as there are no stragglers that requires a long time to report their local updates.


翻译:大型无细胞巨型IMIM(CF mMIMO)是一个有希望的下一代无线结构,可以实现联合学习(FL),但是,用户设备(UES)的敏感信息实际上可能会暴露在所涉接入点或中央处理单位中。为了保证数据隐私,本文件定义了有效的隐私保护机制。特别是,我们展示了利用由低分辨率模拟数字转换器(ADCs)和数字对数字转换器(DACs)造成的内在量化错误的可能性,并定性了这种可能性,以便在FLCFMIMIM系统中保护隐私。此外,为了减少这种系统中所需的升级培训时间,可以减少所需的非连接培训时间。为了共同优化传输力和数据率,本文件确定了一种有效的隐私保护机制。为了解决当前的问题,我们提议了一种新型的权力控制方法,通过使用连续的调子对数字转换器(ADCs)和数字对数字转换器(DACs),此外,为了减轻压力效应,从而便利FLMMMMIMIMO系统的长期更新。 Numericalalalalal 的结果可以有效地显示,与常规的全面传输方法相比,我们的拟议的中央传输系统可以降低所有系统。

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