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专利号: 2022109804968
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-11-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于区块链的分层联邦学习方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:S1:基于区块链的分层联邦学习;

S2:用户数据Non‑IID程度估计;

S3:优化用户关联和资源分配;

S4:基于区块链侧链降低共识时延。

2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的分层联邦学习方法,其特征在于:所述S1中,建立基于区块链的三层网络模型:

1)用户层,包括智能手机、可穿戴设备、私人计算机和智能终端;

2)边缘服务层,包括分布式边缘服务器;

3)中心云层,包括云服务器和发起任务请求的企业和机构;

边缘服务器是部署在基站,为用户提供计算力服务;

用户层由拥有本地训练数据的终端智能设备组成;

终端设备拥有算力和通信能力,通过优化算力和功率分配降低系统总时延和能耗;

云服务器拥有算力负责统筹协调分配任务;边云协同网络共同维护区块链;

云服务器发布与任务信息相关的智能合约,边缘服务器执行智能合约。

3.根据权利要求2所述的一种基于区块链的分层联邦学习方法,其特征在于:所述S2中,对于用户n,dn,l为用户数据中类别为l的样本数量,Dn为用户本地数据集的样本总量;qn(l)=dn,l/Dn表示任务类别l的样本数量在总样本数量中的占比;数据IID时q(l)=1/L,即该数据集拥有所有的任务类别,且样本数量均等;用户n的数据Non‑IID程度表示为:

4.根据权利要求3所述的一种基于区块链的分层联邦学习方法,其特征在于:所述S3中,最小化同集合用户Non‑IID程度、任务处理时延和任务处理能耗,对于用户n,计算时延为 上传时延为 计算能耗为 上传能耗为 优化目标为最小化网络总代价,如下所示:其中 为所有用户集合, 为边缘服务器m覆盖范围内的用户集合,xn,m表示用户n与边缘服务器m的连接关系;α1,α2,α3为权值,基于不同的应用场景的具体需求设定。

5.根据权利要求4所述的一种基于区块链的分层联邦学习方法,其特征在于:所述S4中,主链区块用于存储全局模型和与聚合全局模型有关的操作流程,侧链区块用于存储边缘模型。