Federated Multi-Agent Deep Reinforcement Learning (Fed-MADRL) for Dynamic Spectrum Access

计算机科学 强化学习 趋同(经济学) 符号 光谱(功能分析) 人工智能 方案(数学) 算法 理论计算机科学 机器学习 数学 算术 物理 数学分析 量子力学 经济 经济增长
作者
Hao-Hsuan Chang,Yifei Song,Thinh T. Doan,Lingjia Liu
出处
期刊:IEEE Transactions on Wireless Communications [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:22 (8): 5337-5348 被引量:28
标识
DOI:10.1109/twc.2022.3233436
摘要

Dynamic spectrum access (DSA) has been introduced as a promising technology that allows a secondary system to access the licensed spectrum of the primary system to improve spectrum utilization. In this paper, we introduce Fed-MADRL by incorporating federated learning (FL) and multi-agent deep reinforcement learning (MADRL) to design a collaborative DSA strategy. Our Fed-MADRL scheme employs FL to enable multiple users to collaboratively optimize the system goal without sharing their training data. By keeping all the training data at the user end, FL improves the communication efficiency and strengthens user data privacy. To further reduce the communication overheads, each user only shares quantized information. We provide the convergence analysis to characterize the trade-off between the communication efficiency and the system performance. In particular, we show that the introduced method converges at a rate $\mathcal {O}(1/K^{1/4})$ , where $K$ is the number of FL iterations. To the best of our knowledge, Fed-MADRL is the first work that utilizes FL in DSA networks under quantized communication. Performance evaluation results show that the introduced Fed-MADRL method outperforms the independent learning method and achieves comparable performance with the centralized MADRL method, which requires much higher communication overheads.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
刚刚
tr发布了新的文献求助10
刚刚
漆漆发布了新的文献求助10
刚刚
漆漆发布了新的文献求助10
1秒前
漆漆发布了新的文献求助10
1秒前
漆漆发布了新的文献求助10
1秒前
漆漆发布了新的文献求助10
1秒前
漆漆发布了新的文献求助10
1秒前
漆漆发布了新的文献求助10
1秒前
漆漆发布了新的文献求助10
1秒前
漆漆发布了新的文献求助10
1秒前
上官若男应助luckyseven采纳,获得10
1秒前
tth发布了新的文献求助10
1秒前
科研通AI6.2应助JHY采纳,获得10
2秒前
科目三应助火星上老三采纳,获得10
2秒前
华仔应助YYY采纳,获得10
2秒前
科研通AI6.4应助xiaoxiao采纳,获得10
2秒前
上官若男应助打个喷嚏采纳,获得10
5秒前
5秒前
Azer发布了新的文献求助10
6秒前
可爱的函函应助tr采纳,获得10
7秒前
7秒前
标致以彤发布了新的文献求助10
7秒前
888完成签到,获得积分10
8秒前
科研通AI6.2应助lkymxt采纳,获得10
9秒前
cfffff发布了新的文献求助10
9秒前
jianyan关注了科研通微信公众号
10秒前
10秒前
四天垂发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
情怀应助Theta采纳,获得10
12秒前
12秒前
打小就不闹完成签到,获得积分20
13秒前
13秒前
14秒前
14秒前
Jasper应助麒麟才子采纳,获得10
14秒前
15秒前
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
基于锂离子电池正极材料回收的绿色溶剂开发及工程化应用研究 500
Auslegungsgeschichte 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7643205
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9216335
关于积分的说明 19771496
捐赠科研通 7208569
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3276606
关于科研通互助平台的介绍 2438211
邀请新用户注册赠送积分活动 2274391