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感知干扰与数据异构性的分层空中计算联邦学习

信息论 2024-01-04 v1 人工智能 机器学习 math.IT

摘要

在无线网络上实现分层联邦学习时,可扩展性保证以及处理干扰和设备数据异构性的能力至关重要。这项工作引入了一种旨在应对这些挑战的学习方法,以及一种通过空中计算高效利用单一无线资源的可扩展传输方案。为了抵抗数据异构性,我们采用了梯度聚合。同时,通过优化的接收端归一化因子将干扰的影响降至最低。为此,我们使用随机几何对多簇无线网络进行建模,并将聚合估计的均方误差表征为网络参数的函数。我们表明,尽管存在干扰和数据异构性,所提出的方案仍实现了高学习精度,并且可以显著优于传统的分层算法。

关键词

引用

@article{arxiv.2401.01442,
  title  = {Hierarchical Over-the-Air Federated Learning with Awareness of Interference and Data Heterogeneity},
  author = {Seyed Mohammad Azimi-Abarghouyi and Viktoria Fodor},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2401.01442},
  year   = {2024}
}

备注

To appear at IEEE WCNC 2024. Overlap with arXiv:2211.16162