Joint Scheduling and Resource Allocation for Federated Learning in SWIPT-Enabled Micro UAV Swarm Net

来源 :中国通信(英文版) | 被引量 : 0次 | 上传用户:kerchi
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
Micro-UAV swarms usually generate mas-sive data when performing tasks.These data can be harnessed with various machine learning (ML) algo-rithms to improve the swarm\'s intelligence.To achieve this goal while protecting swarm data privacy,feder-ated learning (FL) has been proposed as a promising enabling technology.During the model training pro-cess of FL,the UAV may face an energy scarcity issue due to the limited battery capacity.Fortunately,this issue is potential to be tackled via simultaneous wire-less information and power transfer (SWIPT).How-ever,the integration of SWIPT and FL brings new challenges to the system design that have yet to be addressed,which motivates our work.Specifically,in this paper,we consider a micro-UAV swarm net-work consisting of one base station (BS) and multiple UAVs,where the BS uses FL to train an ML model over the data collected by the swarm.During train-ing,the BS broadcasts the model and energy simulta-neously to the UAVs via SWIPT,and each UAV relies on its harvested and battery-stored energy to train the received model and then upload it to the BS for model aggregation.To improve the learning performance,we formulate a problem of maximizing the percentage of scheduled UAVs by jointly optimizing UAV schedul-ing and wireless resource allocation.The problem is a challenging mixed integer nonlinear programming problem and is NP-hard in general.By exploiting its special structure property,we develop two algorithms to achieve the optimal and suboptimal solutions,re-spectively.Numerical results show that the suboptimal algorithm achieves a near-optimal performance under various network setups,and significantly outperforms the existing representative baselines,considered.
其他文献
新京报记者11月17日获悉,中国科学院大数据挖掘与知识管理重点实验室日前发布的《健康生活·中国无糖饮料市场趋势洞察报告》显示,随着2030健康中国计划的推进以及消费者健康意识的提升,无糖饮料的市场规模将进一步保持增长势头,预计在未来5年内市场规模翻倍.
期刊
从2021年11月到2022年2月是“南菜北运”的高峰期.11月18日,新京报记者获悉,目前叮咚买菜每天“南菜进京”的规模在 100 t 左右.rn随着天气转寒,云南的油麦菜、杭白菜、四川的豆类和福建的笋类、薯类等都成为“南菜北运”中运量大的蔬菜品类.叮咚买菜介绍,目前每天“南菜进京”的规模在100 t左右,最高峰时可能还会增长数倍,其中包括云南、四川、福建、海南等南方产地的蔬菜通过冷链运输进京,进而保障北京市民的冬季消费需求.
期刊
秋风起,蟹脚痒;菊花开,闻蟹来.随着秋意渐浓,大闸蟹消费渐入高峰期.数据显示,今年大闸蟹比去年产量增长,有部分养殖户的大闸蟹产量甚至同比增长20%,与全民大闸蟹消费热情形成了很好的呼应.在强劲市场需求的推动下,大闸蟹产业升级,数字化管理深入养殖端,大闸蟹数量和品质更上一层楼,更加广泛、深入而迅速地“爬”上市民家宴餐桌.
期刊
当前,我国人口老龄化程度进一步加深.第七次全国人口普查数据显示,在人口年龄构成方面,60岁及以上人口为 26402 万人,占 18.70%.在这一群体中,相当一部分人存在骨质疏松、睡眠障碍、肌肉减少症、心脑血管疾病、免疫力低下和肠道消化不适等问题,而中老年奶粉的推出,正是以改善这些问题为目标.近一时期,国内外企业纷纷锁定中老年奶粉赛道,在这一领域频频发力.业内认为,相较于添加基础营养素的中老年奶粉,添加功能成分的产品更具优势,或能更好地对接消费需求,具有极为广阔的发展前景.
期刊
This paper establishes a new layered fly-ing ad hoc networks (FANETs) system of mobile edge computing (MEC) supported by multiple UAVs,where the first layer of user UAVs can perform tasks such as area coverage,and the second layer of MEC UAVs are deployed
Resource allocation is an important prob-lem influencing the service quality of multi-beam satellite communications.In multi-beam satellite communications,the available frequency bandwidth is limited,users requirements vary rapidly,high service quality an
随着人们健康意识的不断增加,以甜叶菊、赤藓糖醇、罗汉果、阿洛酮糖为主的天然甜味剂日渐受到市场的关注,在饮料、零食、营养补充剂等领域的越来越多下游产品配方中出现了这些配料的身影.那么,在众多代糖种类中,哪种会迎合市场需求,成为下一代的潜力股原料?
期刊
烤肉的孜然味、火锅的麻辣味,新疆乌鲁木齐天津路美食街萦绕出秋日里美食的香气,伴随着爽朗的秋风,诱惑着食客们的味蕾.近日,乌鲁木齐多家餐饮单位严格做好防疫措施,多方合力夯实消费者舌尖防线.
期刊
泡菜的产生与形成是由多种天然微生物共同发酵的自然结果,研究泡菜发酵过程中的微生物,对于进一步深入研究和掌握泡菜发酵的生物化学理论,建立一个泡菜微生物发酵的过程并且和泡菜风味物质之间的联系形成一套可控制和相互调节的自动化系统,从而为进一步实现我国泡菜发酵和生产的工业化、自动化过程产生了极其重要的影响和意义.当前国内外的学者分别都给予了“泡菜微生物”课题相应的战略性关注和高度重视.文章通过大量搜集、查阅与“泡菜发酵中微生物”相关的各类文献,并对该相关课题或相关领域已有研究成果进行综合性分析与介绍,对国内外的有
食品添加剂是现代食品行业常见的一种化学物质,适当、安全的食品添加剂,可以提高食品的感官品质,增加食品口感,并改变以往食品保质期限短的现状,这对提高食品产业链各相关主体的经济效益具有重要作用.在新时代背景下,人们的生活追求已从“吃饱”到“吃好”转变,更加关注食品安全问题.食品添加剂使用不当会引发食品安全问题,从而威胁人们的身体健康,尤其是近年来,重大食品安全问题的发生使食品添加剂的使用问题成为人们关注的重大社会民生问题.因此,本文通过简析食品添加剂,分析食品添加剂引发的食品安全问题,针对食品添加剂引发食品安