論文の概要: Class-Incremental Learning for Wireless Device Identification in IoT
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.06381v1
- Date: Sat, 8 May 2021 09:11:07 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2021-05-15 11:49:30.320499
- Title: Class-Incremental Learning for Wireless Device Identification in IoT
- Title(参考訳): IoTにおける無線デバイス識別のためのクラスインクリメンタル学習
- Authors: Yongxin Liu, Jian Wang, Jianqiang Li, Shuteng Niu, Houbing Song
- Abstract要約: ディープラーニング(DL)はIoT(Internet of Things)で広く利用されています。
IoTにおけるDLの典型的な応用の1つは、無線信号、すなわち非暗号デバイス識別(NDI)からのデバイス識別である。
さまざまなILアルゴリズムが提案されており、その多くは履歴データの量を増やすために専用のスペースを必要とするため、IoTやモバイルアプリケーションには適していません。
本研究では,デバイス指紋を異なる学習段階に自動的に分離し,潜在的な競合を回避するための,履歴データを使わずに新たなチャネル分離可能インクリメンタルラーニング(CSIL)方式を提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 16.3730669259576
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Deep Learning (DL) has been utilized pervasively in the Internet of Things
(IoT). One typical application of DL in IoT is device identification from
wireless signals, namely Non-cryptographic Device Identification (NDI).
However, learning components in NDI systems have to evolve to adapt to
operational variations, such a paradigm is termed as Incremental Learning (IL).
Various IL algorithms have been proposed and many of them require dedicated
space to store the increasing amount of historical data, and therefore, they
are not suitable for IoT or mobile applications. However, conventional IL
schemes can not provide satisfying performance when historical data are not
available. In this paper, we address the IL problem in NDI from a new
perspective, firstly, we provide a new metric to measure the degree of
topological maturity of DNN models from the degree of conflict of
class-specific fingerprints. We discover that an important cause for
performance degradation in IL enabled NDI is owing to the conflict of devices'
fingerprints. Second, we also show that the conventional IL schemes can lead to
low topological maturity of DNN models in NDI systems. Thirdly, we propose a
new Channel Separation Enabled Incremental Learning (CSIL) scheme without using
historical data, in which our strategy can automatically separate devices'
fingerprints in different learning stages and avoid potential conflict.
Finally, We evaluated the effectiveness of the proposed framework using real
data from ADS-B (Automatic Dependent Surveillance-Broadcast), an application of
IoT in aviation. The proposed framework has the potential to be applied to
accurate identification of IoT devices in a variety of IoT applications and
services. Data and code available at IEEE Dataport (DOI: 10.21227/1bxc-ke87)
and \url{https://github.com/pcwhy/CSIL}}
- Abstract(参考訳): ディープラーニング(DL)はIoT(Internet of Things)で広く利用されている。
IoTにおけるDLの典型的な応用の1つは、無線信号、すなわち非暗号化デバイス識別(NDI)からのデバイス識別である。
しかし、NDIシステムの学習コンポーネントは、運用のバリエーションに適応するために進化し、このようなパラダイムをインクリメンタルラーニング(IL)と呼ぶ。
さまざまなILアルゴリズムが提案されており、その多くは履歴データの蓄積に専用のスペースを必要とするため、IoTやモバイルアプリケーションには適さない。
しかし、従来のIL方式では、履歴データが入手できない場合、満足な性能が得られない。
本稿では,NDIにおけるIL問題に対する新しい視点から,DNNモデルのトポロジカル成熟度をクラス固有指紋の衝突度から測定する新しい指標を提案する。
ILにより実現されたNDIの性能劣化の重要な原因は,デバイスの指紋の衝突によるものである。
第2に,従来の IL スキームは,NDI システムにおける DNN モデルの位相的成熟度が低いことを示す。
第3に,過去のデータを用いずに,新たなチャネル分離可能なインクリメンタルラーニング(csil)方式を提案する。
最後に,航空におけるIoTの応用であるADS-B(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast)の実データを用いて,提案フレームワークの有効性を評価した。
提案されたフレームワークは、さまざまなIoTアプリケーションやサービスにおけるIoTデバイスの正確な識別に適用される可能性がある。
IEEE Dataport (DOI: 10.21227/1bxc-ke87) および \url{https://github.com/pcwhy/CSIL}} で利用可能なデータとコード
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