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计算机科学 > 机器学习

arXiv:2508.09532 (cs)
[提交于 2025年8月13日 ]

标题: 边缘辅助车联网中能量约束的多任务联邦微调去中心化排名调度

标题: Decentralized Rank Scheduling for Energy-Constrained Multi-Task Federated Fine-Tuning in Edge-Assisted IoV Networks

Authors:Bokeng Zheng, Jianqiang Zhong, Jiayi Liu, Xiaoxi Zhang
摘要: 联邦微调已成为一种有前景的方法,用于在边缘环境中将基础模型(FMs)适应到各种下游任务。 在车联网(IoV)系统中,由于客户端移动性、异构资源和间歇性连接,实现高效且低延迟的多任务适应尤其具有挑战性。 本文提出了一种分层的联邦微调框架,协调路侧单元(RSUs)和车辆,以支持动态IoV场景中的资源感知和移动弹性学习。 利用低秩适应(LoRA),我们引入了一种去中心化的、节能的秩适应机制,将其形式化为一个约束的多臂老虎机问题。 开发了一种新颖的UCB-DUAL算法,以在每任务能源预算下实现自适应探索,实现了可证明的次线性遗憾。 为了评估我们的方法,我们构建了一个基于真实世界轨迹的大规模IoV模拟器,捕捉动态参与、RSU切换和通信变化。 大量实验表明,我们的方法在所有基线中实现了最佳的准确性-效率权衡,延迟降低了超过24%,平均准确率提高了2.5%以上。
摘要: Federated fine-tuning has emerged as a promising approach for adapting foundation models (FMs) to diverse downstream tasks in edge environments. In Internet of Vehicles (IoV) systems, enabling efficient and low-latency multi-task adaptation is particularly challenging due to client mobility, heterogeneous resources, and intermittent connectivity. This paper proposes a hierarchical federated fine-tuning framework that coordinates roadside units (RSUs) and vehicles to support resource-aware and mobility-resilient learning across dynamic IoV scenarios. Leveraging Low-Rank Adaptation (LoRA), we introduce a decentralized, energy-aware rank adaptation mechanism formulated as a constrained multi-armed bandit problem. A novel UCB-DUAL algorithm is developed to enable adaptive exploration under per-task energy budgets, achieving provable sublinear regret. To evaluate our method, we construct a large-scale IoV simulator based on real-world trajectories, capturing dynamic participation, RSU handoffs, and communication variability. Extensive experiments show that our approach achieves the best accuracy-efficiency trade-off among all baselines, reducing latency by over 24\% and improving average accuracy by more than 2.5\%.
主题: 机器学习 (cs.LG) ; 人工智能 (cs.AI); 网络与互联网架构 (cs.NI)
引用方式: arXiv:2508.09532 [cs.LG]
  (或者 arXiv:2508.09532v1 [cs.LG] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2508.09532
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

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来自: Bokeng Zheng [查看电子邮件]
[v1] 星期三, 2025 年 8 月 13 日 06:29:00 UTC (4,809 KB)
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