Loading...
Search
| Friend's email | |
| Your name | |
| Your email | |
| enter code | |
This page was sent successfuly
2406 viewed
بهبود کارایی یادگیری فدرال در تخصیص منابع شبکههای ناهمگون با انتخاب هدفمند کاربران
عارفی جمال، پوریا Arefi Jamal, Pouria
Improving the Efficiency of Federated Learning in Resource Allocation for Heterogeneous Networks through Intentional Client Selection
Arefi Jamal, Pouria | 2026
2
Viewed
- Type of Document: M.Sc. Thesis
- Language: Farsi
- Document No: 58898 (19)
- University: Sharif University of Technology
- Department: Computer Engineering
- Advisor(s): Safaei, Bardia
- Abstract:
- The rapid expansion of the Internet of Medical Things (IoMT) and the massive generation of multimodal health data have provided unprecedented opportunities for early disease diagnosis and smart patient monitoring. However, the effective utilization of these data faces fundamental challenges regarding privacy preservation and severe computational resource constraints on edge devices. The distributed approach of Federated Learning (FL) addresses privacy concerns by training models locally without transferring raw data. Nevertheless, its implementation in real-world environments suffers from performance degradation due to device heterogeneity (the straggler effect) and their inability to run advanced, heavy learning models. To overcome these challenges, this thesis proposes a novel framework based on Split Federated Learning (SFL) for analyzing multimodal medical data. This approach leverages two key mechanisms: First, a smart client selection algorithm that evaluates nodes based on the ratio of “data utility to predicted training time,” effectively neutralizing the impact of straggler nodes. Second, a split architecture design wherein clients only utilize lightweight feature extractors and send the compressed features to the server. On the server side, Large Language Models (LLMs) are employed to understand the complex relationships within the multimodal data. To reduce computational costs, Low-Rank Adaptation (LoRA), a parameter-efficient fine-tuning technique, is implemented. The results demonstrate that the proposed framework not only guarantees the privacy of sensitive patient data but also significantly reduces network latency and communication costs by offloading processing to the server and optimally selecting clients, thereby enabling the deployment of state-of-the-art AI models in resource-constrained IoT hardware environments
- Keywords:
- Internet of Medical Things ; Multi-Modal Data ; Low-Rank Adaptation (LoRA) ; Large Language Model ; User Admission ; Split Federated Learning (SFL)
-
محتواي کتاب
- view
- مقدمه
- مطالعات مقدماتی و پیشزمینه
- کارهای پیشین
- یادگیری فدرال در حوزه سلامت و اینترنت اشیای پزشکی
- روشهای انتخاب کاربر
- روشهای مقابله با ناهمگونی منابع
- روشهای رسیدگی به ناهمگونی داده و مدل
- ناهمگونی منابع در محیطهای فدرال
- ناهمگونی داده و مدل
- یادگیری فدرال چندوجهی
- جمعبندی
- تحلیل روند پژوهشها و شکاف تحقیقاتی
- گذار به سوی یادگیری فدرال چندوجهی در حوزه پزشکی
- رویکرد پیشنهادی
- نتایج و ارزیابی
- مقدمه
- تنظیمات آزمایش و محیط شبیهسازی
- روشهای پایه برای مقایسه
- نتایج و تحلیلهای تجربی
- مقایسه عملکرد با استفاده از مدلهای سنگین
- تحلیل میانگین عملکرد
- تحلیل همگرایی
- تحلیل یادگیری چندوجهی
- تحلیل نقش همجوشی
- مقایسه با روشهای پایه
- تحلیل استراتژی انتخاب کاربر
- تحلیل تأخیر و گرههای عقبافتاده
- تحلیل زمان رسیدن به دقت هدف
- ارزیابی سربار ارتباطی شبکه
- موازنه مصرف انرژی و سرعت همگرایی
- بررسی مقیاسپذیری چارچوب پیشنهادی
- بررسی تأثیر نقطه قطع بر عملکرد سامانه
- مطالعه حذف اجزا
- جمعبندی نتایج در قالب جدول مقایسهای جامع
- بحث در خصوص کاربردپذیری در محیطهای عملی
- نتیجهگیری و کارهای آینده
- مراجع
- واژهنامه
- جزئیات تکمیلی پیادهسازی و تحلیل
