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A Study on Federated Learning for Efficient Communication Resource Allocation in 6G Heterogeneous Networks

研究課題

研究課題/領域番号 22K17877
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分60060:情報ネットワーク関連
研究機関東北大学

研究代表者

KOKETSU・RODRIGUES TIAGO  東北大学, 情報科学研究科, 助教 (60882256)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2025年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2024年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワードDistributed Learning / Machine Learning / Computation Offloading / Satellite Networks / UAV Networks / Quantum Learning / 6G Networks / Network Management / Cloud Systems / Digital Twin / Federated Learning / Computer Networks
研究開始時の研究の概要

With more overlap between different cells in 6G, we need to carefully and smartly configure networks (deciding which frequency and access point to use). In this project, the applicant will use Federated Learning to minimize service delay and energy consumption, optimizing the performance.

研究実績の概要

This year, 5 papers were published, including two international conference papers. Progress was made in multiple directions. First, an important paper was published that explains how Digital Twins can be used for multiple applications, including the distributed training of learning models. Two papers were published explaining how deployed servers in satellites and aerial vehicles can help with distributed processing and distributed learning. One paper was published explaining how changes in the environment can impact the learning models. Finally, the use of quantum learning in distributed drone systems was also evaluated.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

Work has progressed well in training Machine Learning and in using Distributed Learning. I also recruited two international exchange students that have been phenomenal in helping out with the results of this project.

今後の研究の推進方策

For the future, the implementation and use of Federated Learning models, especially in satellite environments, is scheduled.

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 6件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Five Disruptive Technologies in 6G to Support Digital Twin Networks2024

    • 著者名/発表者名
      Guo Qi、Tang Fengxiao、Rodrigues Tiago Koketsu、Kato Nei
    • 雑誌名

      IEEE Wireless Communications

      巻: 31 号: 1 ページ: 149-155

    • DOI

      10.1109/mwc.013.2200296

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Hybrid Centralized and Distributed Learning for MEC-Equipped Satellite 6G Networks2023

    • 著者名/発表者名
      Rodrigues Tiago Koketsu、Kato Nei
    • 雑誌名

      IEEE Journal on Selected Areas in Communications

      巻: 41 号: 4 ページ: 1201-1211

    • DOI

      10.1109/jsac.2023.3242700

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Quantum Multiagent Actor?Critic Networks for Cooperative Mobile Access in Multi-UAV Systems2023

    • 著者名/発表者名
      Park Chanyoung、Yun Won Joon、Kim Jae Pyoung、Rodrigues Tiago Koketsu、Park Soohyun、Jung Soyi、Kim Joongheon
    • 雑誌名

      IEEE Internet of Things Journal

      巻: 10 号: 22 ページ: 20033-20048

    • DOI

      10.1109/jiot.2023.3282908

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Robust Multiuser Beamforming for IRS-Enhanced Near-Space Downlink Communications Coexisting With Satellite System2022

    • 著者名/発表者名
      Xu Sai、Liu Jiajia、Rodrigues Tiago Koketsu、Kato Nei
    • 雑誌名

      IEEE Internet of Things Journal

      巻: 9 号: 16 ページ: 14900-14912

    • DOI

      10.1109/jiot.2021.3112595

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Survey on Digital Twin Edge Networks (DITEN) Toward 6G2022

    • 著者名/発表者名
      Tang Fengxiao、Chen Xuehan、Rodrigues Tiago Koketsu、Zhao Ming、Kato Nei
    • 雑誌名

      IEEE Open Journal of the Communications Society

      巻: 3 ページ: 1360-1381

    • DOI

      10.1109/ojcoms.2022.3197811

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Deep Q Networks with Centralized Learning over LEO Satellite Networks in a 6G Cloud Environment2022

    • 著者名/発表者名
      Rodrigues Tiago Koketsu、Kato Nei
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2022 IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM)

      巻: -

    • DOI

      10.1109/globecom48099.2022.10000709

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Impact of UAV Failure and Severe Weather Conditions in mmWave and Terahertz Signals for AeriaL Edge Computing2023

    • 著者名/発表者名
      Ibrahim Reham Wafaee
    • 学会等名
      IEEE Vehicular Technology Conference
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Robust Deep Learning-based Indoor mmWave Channel Prediction Under Concept Drift2023

    • 著者名/発表者名
      Hasan Eslam
    • 学会等名
      IEEE Vehicular Technology Conference
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Combination of Distributed and Centralized Learning over Satellite Networks2023

    • 著者名/発表者名
      Tiago Koketsu Rodrigues
    • 学会等名
      2023 Annual Workshop on A3 Foresigh Program
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Deep Q Networks with Centralized Learning over LEO Satellite Networks in a 6G Cloud Environment2022

    • 著者名/発表者名
      Tiago Koketsu Rodrigues
    • 学会等名
      2022 IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on Deep Neural Networks Applied for Smart Access Point Association in 6G WiGig Networks2022

    • 著者名/発表者名
      Tiago Koketsu Rodrigues
    • 学会等名
      2022 Annual Workshop on A3 Foresigh Program
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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