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Sparse-FCL: Sparse Federated Continual Learning for Evolving Mobile Edge Computing Environments

delete2025-07-01
delete0
PRE
AI
Y
Yan Liu
F
Feiyang Liu
郭
郭斌 (Bin Guo)
R
Ruonan Xu
Z
Zhiwen Yu
DOI:10.1109/TSC.2025.3583174delete
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摘要

摘要

En 中文
移动边缘计算(MEC)利用嵌入式设备提供低延迟、低成本高效的智能服务,例如自动驾驶。联邦学习允许MEC设备在不暴露私有数据的情况下协作学习全局模型。然而,MEC设备运行的实际动态环境中可能导致先前学习知识的灾难性遗忘。尽管持续学习已被应用于联邦学习中以保留过去数据的知识,但在将其扩展应用于演变的MEC环境时,由于资源受限设备的难以承受的通信和计算成本,存在显著障碍。我们通过提出Sparse-FCL解决了这一问题,这是一种联邦持续学习框架,利用稀疏训练来减少训练开销并提高模型性能。具体而言,为了保留特定任务的一般化知识,我们引入了一个通过多设备协作模块的渐进神经元选择方法,该方法在每个持续学习任务中逐步选择在多个设备上显示出重要性的关键神经元。此外,我们提出了一个任务自适应拓扑探索模块,旨在为联邦持续学习场景提供更灵活的动态稀疏训练配置。在FCL基准测试上的实验表明,Sparse-FCL在高稀疏度水平下具有优异的准确性,并且与现有的联邦持续学习方法相比,其在通信、计算和存储开销方面分别减少了80.4%、89.5%和19.7%。
Keyword:
Federated learning
continual learning
sparse training
mobile edge computing

期刊

IEEE Transactions on Services Computing 封面图
IEEE Transactions on Services Computing
IF:
5.8
论文数:
2.2K
被引数:
6.5K

机构

H
Harbin Engineering University
学者数:
1.9W
论文数: 1.3W
被引数: 1.3W
N
Northwestern Polytechnical University
学者数:
4.6W
论文数: 3.7W
被引数: 5.3W
引用论文

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