論文の概要: Resource-Aware Hierarchical Federated Learning in Wireless Video Caching Networks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.04216v2
- Date: Wed, 19 Jun 2024 19:18:42 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-22 05:29:03.453419
- Title: Resource-Aware Hierarchical Federated Learning in Wireless Video Caching Networks
- Title（参考訳）: 無線ビデオキャッシングネットワークにおけるリソースを考慮した階層的フェデレーション学習
- Authors: Md Ferdous Pervej, Andreas F. Molisch,
- Abstract要約: いくつかの人気ファイルの動画トラフィックによるバックホールトラフィックの混雑は、要求されるコンテンツを保存することで軽減できる。
本稿では,ユーザの今後のコンテンツ要求を予測するためのリソース対応階層型学習(RawHFL)ソリューションを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 24.664469755746463
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Backhaul traffic congestion caused by the video traffic of a few popular files can be alleviated by storing the to-be-requested content at various levels in wireless video caching networks. Typically, content service providers (CSPs) own the content, and the users request their preferred content from the CSPs using their (wireless) internet service providers (ISPs). As these parties do not reveal their private information and business secrets, traditional techniques may not be readily used to predict the dynamic changes in users' future demands. Motivated by this, we propose a novel resource-aware hierarchical federated learning (RawHFL) solution for predicting user's future content requests. A practical data acquisition technique is used that allows the user to update its local training dataset based on its requested content. Besides, since networking and other computational resources are limited, considering that only a subset of the users participate in the model training, we derive the convergence bound of the proposed algorithm. Based on this bound, we minimize a weighted utility function for jointly configuring the controllable parameters to train the RawHFL energy efficiently under practical resource constraints. Our extensive simulation results validate the proposed algorithm's superiority, in terms of test accuracy and energy cost, over existing baselines.
- Abstract（参考訳）: いくつかの人気ファイルの動画トラフィックによるバックホールトラフィックの混雑は、無線ビデオキャッシングネットワークにおいて、要求されるコンテンツを様々なレベルに格納することで軽減できる。
典型的には、コンテンツサービスプロバイダ(CSP)がコンテンツを所有し、ユーザは(無線)インターネットサービスプロバイダ(ISP)を使用して、CSPから好みのコンテンツを要求する。
これらの関係者はプライベート情報やビジネスシークレットを公開しないため、従来の手法はユーザの将来の要求の動的変化を予測できない可能性がある。
そこで本研究では,ユーザの今後のコンテンツ要求を予測するための,リソースを意識した階層型学習(RawHFL)ソリューションを提案する。
ユーザが要求されたコンテンツに基づいて、ローカルトレーニングデータセットを更新できる実用的なデータ取得技術が使用されている。
また,ネットワークなどの計算資源は限定的であり,モデルの学習には一部のユーザしか参加していないため,提案アルゴリズムの収束バウンダリを導出する。
この制約に基づいて、制御可能なパラメータを協調的に構成し、実用的な資源制約の下でRawHFLエネルギーを効率的に訓練するための重み付きユーティリティ関数を最小化する。
提案アルゴリズムは, 既存のベースラインよりも, 試験精度とエネルギーコストの面で, 優位性を検証した。
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