Linear coding-based federated learning

Linear coding-based federated learning
Shi Hongwei1a,1b,2
Wang Zhichao1a,1b
Shi Lianmin3,4
Yang Yingyao3
1. a. School of Information Engineering, b. Institute for Industrial Technology Research, Suqian University, Suqian Jiangsu 223800, China
2. School of Information & Control Engineering, China University of Mining & Technology, Xuzhou Jiangsu 221116, China
3. School of Computer Science & Technology, Soochow University, Suzhou Jiangsu 215031, China
4. The Key Laboratory of Cognitive Computing & Intelligent Information Processing of Fujian Education Institutions, Wuyi University, Wuyishan Fujian 354300, China

摘要

Federated learning can protect the data privacy of edge devices in collaborative training of edge devices. In the general FL scenarios, the participants of FL are usually composed of heterogeneous edge devices, where resource-constrained devices will consume more time, resulting in the decline of the training speed. The existing schemes either ignore stragglers, or distribute the computing tasks according to the distributed idea, but the distribution process involves the transmission of raw data, which cannot guarantee data privacy. To alleviate the straggler problem in small or medium-sized multiple heterogeneous devices scenario, this paper proposed a coding-based FL scheme, and it designed an efficient scheduling algorithm combined with the mathematical characteristics of linear coding to ensure data privacy and accelerate the speed of heterogeneous FL system. Meanwhile, the experimental results completed in the actual experimental platform show that when the performance difference between heterogeneous devices is large, the coding-based FL scheme can shorten the training time of the straggler by 92.85%.

基金项目

2021江苏省重点研发计划(现代农业)资助项目(BE2021354)
2020宿迁市项目(Z2020133)
2021宿迁市现代农业项目(L202109)
2019年苏州市科技计划资助项目(SNG201908)
认知计算与智能信息处理福建省高校重点实验室开放课题基金资助项目(KLCCIIP2021201)

出版信息

DOI: 10.19734/j.issn.1001-3695.2022.08.0449
出版期卷: 《计算机应用研究》 Printed Article, 2023年第40卷 第4期
所属栏目: Algorithm Research & Explore
出版页码: 1113-1118
文章编号: 1001-3695(2023)04-025-1113-06

发布历史

[2022-11-14] Accepted Paper
[2023-04-05] Printed Article

引用本文

史洪玮, 王志超, 施连敏, 等. 线性编码联邦学习 [J]. 计算机应用研究, 2023, 40 (4): 1113-1118. (Shi Hongwei, Wang Zhichao, Shi Lianmin, et al. Linear coding-based federated learning [J]. Application Research of Computers, 2023, 40 (4): 1113-1118. )

关于期刊

  • 计算机应用研究 月刊
  • Application Research of Computers
  • 刊号 ISSN 1001-3695
    CN  51-1196/TP

《计算机应用研究》创刊于1984年,是由四川省科技厅所属四川省计算机研究院主办的计算技术类学术刊物。

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