无人机辅助分层联邦学习调度

能效与公平双优

针对大规模工业物联网远程检测中的通信与可扩展性挑战,提出无人机作为边缘服务器的分层联邦学习框架,通过联合客户端选择与无人机调度,在降低系统能耗的同时提升模型精度与公平性。

赵海涛 · Tianle, Xia · Yuhong, Xia · 杨杰 · 刘淼 · 朱洪波

IEEE Internet of Things Journal 2025

技术优势

通信负担下降

无人机作为边缘服务器收集并聚合模型参数,避免所有客户端与中心服务器直接通信,减轻中心服务器压力,提高训练效率。

能量消耗降低

将系统能耗最小化问题分解为客户端选择与无人机调度两个子问题,分别采用基于MAB的多目标优化算法和启发式算法求解,达到节能目的。

公平性改善

客户端选择算法中的奖励函数显式权衡能耗与公平性,避免某些设备被频繁选中或忽略,从而提升全局训练的公平性。

精度提升

通过联合调度优化,在降低能耗的同时保持模型性能,仿真显示模型精度得到增强。

应用场景