Federated Learning (FL) is a collaborative machine learning (ML) framework that combines on-device training and server-based aggregation to train a common ML model among distributed agents. In this work, we propose an asynchronous FL design with periodic aggregation to tackle the straggler issue in FL systems. Considering limited wireless communication resources, we investigate the effect of different scheduling policies and aggregation designs on the convergence performance. Driven by the importance of reducing the bias and variance of the aggregated model updates, we propose a scheduling policy that jointly considers the channel quality and training data representation of user devices. The effectiveness of our channel-aware data-importance-based scheduling policy, compared with state-of-the-art methods proposed for synchronous FL, is validated through simulations. Moreover, we show that an ``age-aware'' aggregation weighting design can significantly improve the learning performance in an asynchronous FL setting.


翻译:联邦学习(FL)是一种结合设备端训练与服务器端聚合的协作式机器学习(ML)框架,旨在分布式智能体间训练共享的ML模型。本文提出一种采用周期性聚合的异步FL设计,以应对FL系统中的滞后节点问题。考虑到无线通信资源有限,我们研究了不同调度策略与聚合设计对收敛性能的影响。基于降低聚合模型更新的偏差与方差的重要性,我们提出了一种联合考虑用户设备信道质量与训练数据代表性的调度策略。通过仿真验证,与现有同步FL方法相比,所提出的信道感知数据重要性调度策略具有显著优势。此外,研究表明,在异步FL场景中,“时效感知”的聚合权重设计能显著提升学习性能。

0
下载
关闭预览

相关内容

【NeurIPS2022】分布式自适应元强化学习
专知会员服务
24+阅读 · 2022年10月8日
【ECCV2022】对比视觉Transformer的在线持续学习
专知会员服务
23+阅读 · 2022年7月29日
UTC: 用于视觉对话的任务间对比学习的统一Transformer
专知会员服务
14+阅读 · 2022年5月4日
CVPR 2022 | 点云分割的对比边界学习
专知会员服务
16+阅读 · 2022年4月30日
图机器学习 2.2-2.4 Properties of Networks, Random Graph
图与推荐
10+阅读 · 2020年3月28日
论文笔记之attention mechanism专题1:SA-Net(CVPR 2018)
统计学习与视觉计算组
16+阅读 · 2018年4月5日
论文浅尝 | Know-Evolve: Deep Temporal Reasoning for Dynamic KG
开放知识图谱
36+阅读 · 2018年3月30日
在TensorFlow中对比两大生成模型:VAE与GAN
机器之心
12+阅读 · 2017年10月23日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
8+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
17+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
18+阅读 · 2024年12月27日
Arxiv
175+阅读 · 2023年4月20日
A Survey of Large Language Models
Arxiv
499+阅读 · 2023年3月31日
Arxiv
83+阅读 · 2023年3月26日
VIP会员
相关VIP内容
【NeurIPS2022】分布式自适应元强化学习
专知会员服务
24+阅读 · 2022年10月8日
【ECCV2022】对比视觉Transformer的在线持续学习
专知会员服务
23+阅读 · 2022年7月29日
UTC: 用于视觉对话的任务间对比学习的统一Transformer
专知会员服务
14+阅读 · 2022年5月4日
CVPR 2022 | 点云分割的对比边界学习
专知会员服务
16+阅读 · 2022年4月30日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
8+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
17+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员