In standard federated learning systems, the parameter server broadcasts the global model to the participating devices in every iteration. Motivated by the temporal correlation between consecutive global models, differential coding can be applied to global model dissemination to reduce the information magnitude, thereby enabling communication with fewer quantization bits. However, due to wireless link failures, devices may occasionally miss differential updates and consequently fail to reconstruct the global model. As a result, they either continue local training based on an outdated model or remain idle until the next full-model broadcast becomes available. To address this challenge, we propose a mixed-timescale differential coding (MTDC) scheme that performs differential coding at two different levels by adjusting the reference model. With MTDC, a device can reconstruct the latest global model between two full-model broadcasts even if it misses a differential update. We provide a convergence analysis that motivates the design of an age-aware variant of MTDC, along with a device scheduling policy to further improve communication efficiency. Simulation results demonstrate that the proposed MTDC schemes achieve superior learning performance compared to baseline methods under similar communication resource budgets in the presence of downlink transmission failures.


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ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
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