論文の概要: Hybrid-Task Meta-Learning: A Graph Neural Network Approach for Scalable and Transferable Bandwidth Allocation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.10253v2
• Date: Mon, 18 Mar 2024 03:01:08 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-20 02:22:38.170444
• Title: Hybrid-Task Meta-Learning: A Graph Neural Network Approach for Scalable and Transferable Bandwidth Allocation
• Title（参考訳）: Hybrid-Task Meta-Learning: スケーラブルで転送可能な帯域割り当てのためのグラフニューラルネットワークアプローチ
• Authors: Xin Hao, Changyang She, Phee Lep Yeoh, Yuhong Liu, Branka Vucetic, Yonghui Li,
• Abstract要約: ユーザ数に応じてスケーラブルで,異なる通信シナリオに転送可能な,ディープラーニングベースの帯域割り当てポリシを開発する。 スケーラビリティをサポートするために、帯域割り当てポリシーはグラフニューラルネットワーク(GNN)によって表現される。 我々は,GNNの初期パラメータを異なる通信シナリオで学習するハイブリッドタスクメタ学習アルゴリズムを開発した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 46.342827102556896
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In this paper, we develop a deep learning-based bandwidth allocation policy that is: 1) scalable with the number of users and 2) transferable to different communication scenarios, such as non-stationary wireless channels, different quality-of-service (QoS) requirements, and dynamically available resources. To support scalability, the bandwidth allocation policy is represented by a graph neural network (GNN), with which the number of training parameters does not change with the number of users. To enable the generalization of the GNN, we develop a hybrid-task meta-learning (HML) algorithm that trains the initial parameters of the GNN with different communication scenarios during meta-training. Next, during meta-testing, a few samples are used to fine-tune the GNN with unseen communication scenarios. Simulation results demonstrate that our HML approach can improve the initial performance by $8.79\%$, and sampling efficiency by $73\%$, compared with existing benchmarks. After fine-tuning, our near-optimal GNN-based policy can achieve close to the same reward with much lower inference complexity compared to the optimal policy obtained using iterative optimization.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,深層学習に基づく帯域割り当て政策について述べる。 1) ユーザ数とスケーラビリティ 2)非定常無線チャネル,QoS(Quality-of-Service)要件,動的に利用可能なリソースなど,さまざまな通信シナリオに転送可能である。 スケーラビリティをサポートするために、帯域割り当てポリシーは、ユーザ数に応じてトレーニングパラメータの数が変化しないグラフニューラルネットワーク(GNN)によって表現される。 GNNの一般化を実現するために,GNNの初期パラメータをメタトレーニング中に異なる通信シナリオで訓練するハイブリッドタスクメタ学習(HML)アルゴリズムを開発した。 次に、メタテストの間、いくつかのサンプルを使用して、見えない通信シナリオでGNNを微調整する。 シミュレーションの結果、我々のHMLアプローチは、既存のベンチマークと比較して、初期性能を8.79 %$で改善し、サンプリング効率を7,3 %$で改善できることが示されている。 微調整後、我々の近最適GNNベースのポリシーは、反復最適化を用いて得られる最適ポリシーと比較して、推論の複雑さがはるかに低いため、ほぼ同じ報酬を達成することができる。

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