具有内在隐私的通信和能源高效的无线联邦学习

Apr, 2023

具有内在隐私的通信和能源高效的无线联邦学习

Communication and Energy Efficient Wireless Federated Learning with Intrinsic Privacy

Zhenxiao Zhang, Yuanxiong Guo, Yuguang Fang, Yanmin Gong

TL;DR本文提出了一种无线边缘私有联邦学习方案 PFELS，通过奇异值稀疏化降低通信通信和能源消耗，提高交付速度，保证客户端级别的差分隐私，实现共享全局模型过程中的隐私安全保障。实验结果表明，与现有技术相比，PFELS 在保持同等差分隐私保障的同时能提高准确率和节省通信和能源成本。

Abstract

federated learning (FL) is a collaborative learning framework that enables edge devices to collaboratively learn a global model while keeping raw data locally. Although FL avoids leaking direct information from local datasets, sensitive information can still be inferred from the shared

federated learning differential privacy wireless edge client-level sparsification

发现论文，激发创造

无线网络上高效计算与通信的联邦学习

通过将学习模型分为全局部分和个性化部分，以实现模型剪枝和个性化，本文提出了一种解决异构设备数据、计算和通信延迟以及非独立同分布数据的联邦学习框架，并通过数学分析研究了其收敛性、计算和通信延迟，并最终通过优化问题得到了剪枝比例和无线资源分配的闭式解。实验结果表明，相比只进行模型个性化的方案，该框架能够显著减少约 50％的计算和通信延迟。

Sep, 2023

资源有效的异构和资源受限环境下的联邦学习

在本文中，我们提出了一种名为 RE-FL 的新方法，该方法解决了资源受限设备中计算和通信挑战的问题。我们的可变修剪技术通过根据每个客户端的计算能力进行修剪来优化资源利用。我们还使用知识蒸馏来减少带宽消耗和通信轮次。对图像分类任务的实验结果证明了我们的方法在资源受限环境中保持数据隐私和性能的有效性，同时适应了异构模型架构。

Aug, 2023

具有差分隐私的梯度稀疏化，实现高效的无线联合学习

通过设计基于随机稀疏化算法的梯度稀疏化联邦学习框架，该框架在无线信道上进行训练，提升了训练效率且不牺牲收敛性能，同时降低了差分隐私所引起的性能下降和无线信道传输参数数量。

Apr, 2023

增强稀疏化隐私与自适应优化的联邦学习

这篇论文提出了一种新的联邦学习框架，采用随机稀疏化和梯度扰动来增强差分隐私保证，结合加速技术减少隐私代价，并利用 Renyi DP 紧密评估端到端 DP 保证。实验结果验证了该方法在隐私保证和通信效率方面的优于之前的方法。

Aug, 2020

无线通信网络上的能效联邦学习

研究了基于无线通信网络的联邦学习中的能源有效传输和计算资源分配问题，并提出了一种迭代算法，以解决此优化问题，并通过数值结果表明了该算法相对于传统 FL 方法可将能源消耗降低高达 59.5％。

Nov, 2019

无线联邦学习中数据异构的分析与优化

本文针对数据异构性与无线资源分配相结合的无线联邦学习问题，提出了性能分析与优化的方法，在考虑数据异构性的同时，优化客户端调度、资源分配和本地训练轮数，通过实验验证了该算法在学习准确性和能量消耗方面的优势。

Aug, 2023

受能量和延迟约束的自适应分散式联邦学习

在分布式学习中，为了解决参数聚合带来的通信开销和单点故障问题，本论文研究了如何有效利用有限资源以提高模型性能。我们通过优化本地训练轮次的数量和节能聚合方案，提出了一个解决方案，该方案在不同设备上实现了更好的性能表现，并消耗比传统聚合方案更少的能量。

Mar, 2024

分层无线网络中的自适应联邦剪枝

本文在无线网络中为分层式联邦学习引入了模型剪枝技术，通过联合优化剪枝比例和无线资源分配，旨在最大化模型收敛速度以达到给定延迟阈值，并通过解耦优化问题和使用 KKT 条件得出了剪枝比例和无线资源分配的闭式解，并通过模拟结果展示了模型剪枝在 HFL 中实现了减少了约 50％的通信成本而实现了相似的学习准确率。

May, 2023

智能移动健康系统的隐私保护边缘联邦学习

我们提出一种在物联网基础设施上，针对资源受限的移动健康和可穿戴技术的隐私保护边缘联邦学习框架，并通过在 Amazon 的 AWS 云平台上使用可穿戴技术监测癫痫的发作检测应用的实施评估了我们提议的框架。

May, 2024

在 MIMO 衰落通道上实现差分隐私的无线联合学习

本文提出在多重输入多重输出信道上运用差分隐私保护机制的联邦学习方法，以优化隐私与学习的平衡。

Jun, 2023