Scalable Hybrid Architecture for Wireless Collaborative Federated Learning (SHAFT)

用于无线协作联合学习 (SHAFT) 的可扩展混合架构

基本信息

  • 批准号:
    EP/W034786/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 56.76万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2023 至 无数据
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Unlike previous generations of mobile networks, the beyond 5G (B5G) network is envisioned to support edge intelligence, which is to provide both communication and computing capabilities to the proximity of end users. Wireless edge intelligence is particularly important to those crucial use cases of B5G, including smart cities, autonomous driving, wireless healthcare, virtual reality (VR) and augmented reality (AR) gaming, where mobile networks are expected to be equipped with intelligent capabilities for prediction and shaping experiences to individuals. Federated learning (FL) is a key enabling technology for wireless edge intelligence, by performing the model training in a decentralized manner and keeping the data where it is generated. However, a straightforward adaption of FL from computer networks to wireless systems can suffer performance degradation in spectral and implementation efficiency, because of the complex wireless environment with heterogeneous resources and a massive number of devices. The aim of this project is to develop a novel scalable hybrid architecture for wireless FL by efficiently utilising the physical layer dynamics of the mobile communication environments and exploiting sophisticated service-aware and resource-aware collaborative edge learning. The novelty of the project is the development of this novel edge learning architecture, where the fundamental limits of the learning architecture is characterised by advanced mathematical tools, such as graph theory and stochastic learning. In addition, an algorithmic framework for quantifying challenging design trade-offs in the presence of practical constraints by applying sophisticated tools such as compressed sensing and machine learning.
与前几代移动的网络不同,超5G(B5G)网络被设想为支持边缘智能,即向终端用户附近提供通信和计算能力。无线边缘智能对于B5G的关键用例尤其重要,包括智能城市、自动驾驶、无线医疗保健、虚拟现实(VR)和增强现实(AR)游戏,其中移动的网络预计将配备智能功能,用于预测和塑造个人体验。联邦学习(FL)是无线边缘智能的关键技术,它以分散的方式执行模型训练,并将数据保存在生成的地方。然而,FL从计算机网络到无线系统的直接适配可能会在频谱和实现效率方面遭受性能降级,因为具有异构资源和大量设备的复杂无线环境。该项目的目的是开发一种新的可扩展的混合架构的无线FL有效地利用物理层动态的移动的通信环境,并利用先进的服务感知和资源感知的协作边缘学习。该项目的新奇在于开发了这种新型的边缘学习架构,其中学习架构的基本限制是由高级数学工具(如图论和随机学习)表征的。此外,一个算法框架,通过应用复杂的工具,如压缩传感和机器学习,量化具有挑战性的设计权衡在实际约束的存在。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Exploring Representativity in Device Scheduling for Wireless Federated Learning
  • DOI:
    10.1109/twc.2023.3281765
  • 发表时间:
    2024-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    10.4
  • 作者:
    Zhixiong Chen;Wenqiang Yi;A. Nallanathan
  • 通讯作者:
    Zhixiong Chen;Wenqiang Yi;A. Nallanathan
Knowledge-Aided Federated Learning for Energy-Limited Wireless Networks
  • DOI:
    10.1109/tcomm.2023.3261383
  • 发表时间:
    2022-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    8.3
  • 作者:
    Zhixiong Chen;Wenqiang Yi;Yuanwei Liu;A. Nallanathan
  • 通讯作者:
    Zhixiong Chen;Wenqiang Yi;Yuanwei Liu;A. Nallanathan
Adaptive Model Pruning for Communication and Computation Efficient Wireless Federated Learning
  • DOI:
    10.1109/twc.2023.3342626
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    10.4
  • 作者:
    Zhixiong Chen;Wenqiang Yi;Hyundong Shin;Arumgam Nallanathan
  • 通讯作者:
    Zhixiong Chen;Wenqiang Yi;Hyundong Shin;Arumgam Nallanathan
Robust Federated Learning for Unreliable and Resource-limited Wireless Networks
  • DOI:
    10.1109/twc.2024.3366393
  • 发表时间:
    2024
  • 期刊:
  • 影响因子:
    10.4
  • 作者:
    Zhixiong Chen;Wenqiang Yi;Yuanwei Liu;Arumgam Nallanathan
  • 通讯作者:
    Zhixiong Chen;Wenqiang Yi;Yuanwei Liu;Arumgam Nallanathan
Distributed Digital Twin Migration in Multi-Tier Computing Systems
  • DOI:
    10.1109/jstsp.2024.3359009
  • 发表时间:
    2024-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.5
  • 作者:
    Zhixiong Chen;Wenqiang Yi;Arumgam Nallanathan;Jonathon A. Chambers
  • 通讯作者:
    Zhixiong Chen;Wenqiang Yi;Arumgam Nallanathan;Jonathon A. Chambers
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Arumugam Nallanathan其他文献

Joint Transmit Power and Placement Optimization for URLLC-Enabled UAV Relay Systems
支持 URLLC 的无人机中继系统的联合发射功率和布局优化
  • DOI:
    10.1109/tvt.2020.2992736
  • 发表时间:
    2020-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.8
  • 作者:
    Hong Ren;Cunhua Pan;Kezhi Wang;Wei Xu;Maged Elkashlan;Arumugam Nallanathan
  • 通讯作者:
    Arumugam Nallanathan
Deep Sensing for Space-Time Doubly Selective Channel When a Primary User Is Mobile and the Channel Is Flat Rayleigh Fading
主用户移动且信道平坦瑞利衰落时时空双选信道的深度感知
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Bin Li;Jia Hou;Xianfan Li;Yijiang Nan;Arumugam Nallanathan;Chenglin Zhao
  • 通讯作者:
    Chenglin Zhao
Deep Dyna-Reinforcement Learning Based on Random Access Control in LEO Satellite IoT Networks
LEO卫星物联网网络中基于随机访问控制的深度动态强化学习
  • DOI:
    10.1109/jiot.2021.3112907
  • 发表时间:
    2022-08
  • 期刊:
  • 影响因子:
    10.6
  • 作者:
    Xiangnan Liu;Haijun Zhang;Keping Long;Arumugam Nallanathan;Victor C. M. Leung
  • 通讯作者:
    Victor C. M. Leung
Double QoS Guarantee for NOMA-Enabled Massive MTC Networks
为支持 NOMA 的海量 MTC 网络提供双重 QoS 保证
  • DOI:
    10.1109/jiot.2022.3181688
  • 发表时间:
    2022-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    10.6
  • 作者:
    Ting Qi;Wei Feng;Yunfei Chen;Arumugam Nallanathan
  • 通讯作者:
    Arumugam Nallanathan
Exploiting Index Modulation for Enhanced NOMA
利用索引调制增强 NOMA
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Ziyi Xie;Wenqiang Yi;Xuanli Wu;Yuanwei Liu;Arumugam Nallanathan
  • 通讯作者:
    Arumugam Nallanathan

Arumugam Nallanathan的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Arumugam Nallanathan', 18)}}的其他基金

Smart Solutions Towards Cellular-Connected Unmanned Aerial Vehicles System (AUTONOMY)
蜂窝连接无人机系统(AUTONOMY)的智能解决方案
  • 批准号:
    EP/W004100/1
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 56.76万
  • 项目类别:
    Research Grant
Communications Signal Processing Based Solutions for Massive Machine-to-Machine Networks (M3NETs)
基于通信信号处理的大规模机器对机器网络 (M3NET) 解决方案
  • 批准号:
    EP/R006466/1
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 56.76万
  • 项目类别:
    Research Grant
Massive MIMO wireless networks: Theory and methods
大规模 MIMO 无线网络:理论与方法
  • 批准号:
    EP/M016145/2
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 56.76万
  • 项目类别:
    Research Grant
Simultaneously Wireless InFormation and energy Transfer (SWIFT)
同时无线信息和能量传输 (SWIFT)
  • 批准号:
    EP/N005651/2
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 56.76万
  • 项目类别:
    Research Grant
Enabling High-Speed Microwave and Millimetre Wave Links (MiMiWaveS)
启用高速微波和毫米波链路 (MiMiWaveS)
  • 批准号:
    EP/N029720/2
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 56.76万
  • 项目类别:
    Research Grant
Enabling High-Speed Microwave and Millimetre Wave Links (MiMiWaveS)
启用高速微波和毫米波链路 (MiMiWaveS)
  • 批准号:
    EP/N029720/1
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 56.76万
  • 项目类别:
    Research Grant
Simultaneously Wireless InFormation and energy Transfer (SWIFT)
同时无线信息和能量传输 (SWIFT)
  • 批准号:
    EP/N005651/1
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 56.76万
  • 项目类别:
    Research Grant
Massive MIMO wireless networks: Theory and methods
大规模 MIMO 无线网络:理论与方法
  • 批准号:
    EP/M016145/1
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 56.76万
  • 项目类别:
    Research Grant
Robust Intelligent Lamp Post (ILP) Sensor Networks for Energy Efficient Transportation Systems
用于节能交通系统的稳健智能灯柱 (ILP) 传感器网络
  • 批准号:
    EP/I000054/1
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 56.76万
  • 项目类别:
    Research Grant

相似国自然基金

一种经心房覆膜血管支架植入 Hybrid Fontan 手术的 临床新技术研究
  • 批准号:
    20Y11910600
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于深度压缩技术的Hybrid像素探测器读出系统原型机研制
  • 批准号:
    11875146
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    62.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
模拟胰岛“hybrid”修饰抗原诱导tolDC免疫保护1型糖尿病β细胞研究
  • 批准号:
    81770777
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    56.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
PSMA靶向Hybrid-SiO2基纳米诊疗剂用于前列腺癌HIFU治疗及增效机制研究
  • 批准号:
    81601499
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    17.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
穿戴式步行辅助的Hybrid控制体系及其据需辅助效应研究
  • 批准号:
    51505048
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    19.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于Hybrid数据的复杂系统辨识与优化设计及在低渗透油井中的应用
  • 批准号:
    61572084
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    67.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
波-流-植被耦合环境下射流Hybrid RANS/LES数值模拟研究
  • 批准号:
    51509075
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Hybrid加速结构的理论及预制研究
  • 批准号:
    11475201
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    100.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于BGM法结合Hybrid同化开展暴雨短期集合预报方法研究
  • 批准号:
    41205073
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于Hybrid方法的大型冗余驱动机构控制策略研究
  • 批准号:
    51205392
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

HERA (Hybrid-Electric Regional Architecture)
HERA(混合电动区域架构)
  • 批准号:
    10064740
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 56.76万
  • 项目类别:
    EU-Funded
Scalable Hybrid Architecture for Wireless Collaborative Federated Learning
用于无线协作联合学习的可扩展混合架构
  • 批准号:
    EP/W034522/1
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 56.76万
  • 项目类别:
    Research Grant
Hybrid Electric Regional Architecture (HERA)
混合电动区域架构 (HERA)
  • 批准号:
    10067980
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 56.76万
  • 项目类别:
    EU-Funded
EAGER: A hybrid dialogue system architecture for symbolic control of deep learning networks
EAGER:用于深度学习网络符号控制的混合对话系统架构
  • 批准号:
    2232307
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 56.76万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CRII: OAC: High-Efficiency Serverless Computing Systems for Deep Learning: A Hybrid CPU/GPU Architecture
CRII:OAC:用于深度学习的高效无服务器计算系统:混合 CPU/GPU 架构
  • 批准号:
    2153502
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 56.76万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CISE-MSI: DP: IIS: Hybrid-Architecture Symbolic Parser with Neural Lexicon
合作研究:CISE-MSI:DP:IIS:带有神经词典的混合架构符号解析器
  • 批准号:
    2219713
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 56.76万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NSF Postdoctoral Fellowship in Biology: Effects of Temporal Variation on Genomic Architecture and Phenotype in a Classic Hybrid Zone
NSF 生物学博士后奖学金:时间变异对经典杂交区基因组结构和表型的影响
  • 批准号:
    2208825
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 56.76万
  • 项目类别:
    Fellowship Award
Collaborative Research: CISE-MSI: DP: IIS: Hybrid-Architecture Symbolic Parser with Neural Lexicon
合作研究:CISE-MSI:DP:IIS:带有神经词典的混合架构符号解析器
  • 批准号:
    2219712
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 56.76万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Synthetic study and structure-activity relationship of the broad-spectrum antibiotic amycolamicn, a hybrid molecular architecture
混合分子结构广谱抗生素阿霉素的合成研究及其构效关系
  • 批准号:
    21K20566
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 56.76万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
Engineering Block Copolymer and Hybrid Nanotechnologies of Well-Defined Architecture
工程嵌段共聚物和结构明确的混合纳米技术
  • 批准号:
    RGPIN-2016-04293
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 56.76万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了