Online Client Selection for Asynchronous Federated Learning With Fairness Consideration

计算机科学 异步通信 Lyapunov优化 电信线路 杠杆(统计) 计算机网络 分布式计算 最优化问题 数学优化 人工智能 算法 数学 Lyapunov重新设计 李雅普诺夫指数 混乱的
作者
Hongbin Zhu,Yong Zhou,Hua Qian,Yuanming Shi,Xu Chen,Yang Yang
出处
期刊:IEEE Transactions on Wireless Communications [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:22 (4): 2493-2506 被引量:37
标识
DOI:10.1109/twc.2022.3211998
摘要

Federated learning (FL) leverages the private data and computing power of multiple clients to collaboratively train a global model. Many existing FL algorithms over wireless networks adopting synchronous model aggregation suffer from the straggler issue, due to the heterogeneity of local computing power and channel conditions. To address this issue, we in this paper advocate an asynchronous FL framework with adaptive client selection for training latency minimization, taking into account the client availability and long-term fairness. We consider a practical scenario, where the channel conditions and the locally available computing power are not known in prior. This makes the client selection problem challenging, as the training latency consists of the uplink/downlink transmission time and the local training time. To this end, we tackle the asynchronous client selection problem in an online manner by converting the latency minimization problem into a multi-armed bandit problem, and leverage the upper confidence bound policy and virtual queue technique in Lyapunov optimization to solve the problem. We theoretically show that the proposed algorithm achieves sub-linear regret performance, ensures long-term fairness, and guarantees training convergence. Results show that the proposed algorithm can reduce the training time by up to 50% when compared to the baseline algorithms.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
齐朕完成签到,获得积分10
刚刚
大橙子发布了新的文献求助10
2秒前
speed完成签到 ,获得积分10
3秒前
RYK完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
cm发布了新的文献求助10
9秒前
11秒前
11秒前
11秒前
11秒前
11秒前
大力水手完成签到,获得积分0
13秒前
15秒前
cm完成签到,获得积分10
17秒前
酷炫的听枫完成签到 ,获得积分10
18秒前
吱吱吱完成签到 ,获得积分10
19秒前
20秒前
上善若水呦完成签到 ,获得积分10
20秒前
小羡完成签到 ,获得积分10
20秒前
cqwswfl完成签到 ,获得积分20
21秒前
南山无梅落完成签到,获得积分10
22秒前
啵妞完成签到 ,获得积分10
22秒前
上官若男应助qiqi采纳,获得30
24秒前
拼搏的潘子完成签到,获得积分10
25秒前
zsj完成签到,获得积分10
26秒前
dolesy发布了新的文献求助10
27秒前
执着烧鹅完成签到 ,获得积分10
27秒前
哈哈哈完成签到,获得积分10
29秒前
yar应助博修采纳,获得10
31秒前
可爱的函函应助博修采纳,获得10
31秒前
MchemG应助博修采纳,获得10
31秒前
酷波er应助博修采纳,获得10
32秒前
时代更迭完成签到 ,获得积分10
32秒前
33秒前
WGOIST完成签到,获得积分10
34秒前
九九完成签到 ,获得积分10
34秒前
李新宇完成签到 ,获得积分10
35秒前
大橙子发布了新的文献求助10
39秒前
库凯伊完成签到,获得积分10
39秒前
duckspy发布了新的文献求助10
40秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Handbook of Industrial Diamonds.Vol2 1100
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4038157
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3575869
关于积分的说明 11373842
捐赠科研通 3305650
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1819255
邀请新用户注册赠送积分活动 892655
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 815022