(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210934054.X (22)申请日 2022.08.04 (71)申请人 苏州大学 地址 215000 江苏省苏州市吴中区石湖西 路188号 (72)发明人 李军　沈纲祥　 (74)专利代理 机构 苏州市中南伟业知识产权代 理事务所(普通 合伙) 32257 专利代理师 唐灵 (51)Int.Cl. G06N 20/20(2019.01) G06F 9/50(2006.01) (54)发明名称 一种联邦学习 系统中用户选择的方法 (57)摘要 本发明公开了一种联邦学习系统中用户选 择的方法， 首先， 中心服务器初始化训练任务和 全局模型， 并由OLT发送给所有用户； 其次， 本地 用户接收到全局模型后利用本地数据进行模型 更新， 并上传更新后的本地模型； 再次， OLT根据 波长的负载情况进行用户选择， 负载重的波长传 输训练时间短的用户模型， 负载轻的波长传输训 练数据多的用户模型； 从次， OLT将接收到的模型 上传至中心服务器， 中心服务器将所有接收到的 本地模型聚合生成一个新的全局模型并将其发 送给OLT； 最后， 判断全局损失函数是否达到收敛 或达到最大全局更新次数， 若否， 则重复步骤S2 ‑ S4， 若是， 则结束。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 115329987 A 2022.11.11 CN 115329987 A 1.一种联邦学习 系统中用户选择的方法， 其特 征在于： 基于TWDM ‑PON， 包括以下步骤： S1： 中心服务器初始化一第一全局模型， 所述中心服务器将该第一全局模型下发至 OLT， 由所述OLT发送给 所有本地用户； S2： 所述本地用户接收到该第一全局模型后利用本地数据进行模型更新， 并上传更新 后的本地模型至所述OLT； S3： 所述OLT根据波长的负载情况进行用户选择， 负载大于0.5的波长传输训练时间短 的用户模型， 负载小于 0.5的波长传输训练数据多的用户模型； S4： 所述OLT将筛选分配的模型后上传至所述中心服务器， 所述中心服务器将所有接收 到的所述本地模型聚合 生成一个第二全局模型并将其发送给 所述OLT； S5： 判断全局损失函数是否达到收敛或达到最大全局更新次数， 若否， 则重复步骤S2 ‑ S4； 若是， 则结束。 2.如权利要求1所述的联邦学习系统中用户选择的方法， 其特征在于： 步骤S1中所述第 一全局模型根据任务需求和目标应用程序进行初始化设置 。 3.如权利要求1所述的联邦学习系统中用户选择的方法， 其特征在于： 步骤S2中所述的 本地模型更新方式为： 其中， t为更新次数， i用于表示本地用户， L 表示本地， G表示全局， 为更新后的本地模型， 为接收的全局模型， η为学习率， 为本地损失函数。 4.如权利要求1所述的联邦学习系统中用户选择的方法， 其特征在于： 步骤S3中还包 括： 所述OLT根据该波长下本地用户训练所述本地模型所花费 的时间进 行升序排序， 选取前 N/4个用户上传其所述本地模型。 5.如权利要求1所述的联邦学习系统中用户选择的方法， 其特征在于： 步骤S3中还包 括： 所述OLT根据该波长下本地用户的训练数据进行升序排序， 选取后N/4个用户上传其所 述本地模型。 6.如权利要求1所述的联邦学习系统中用户选择的方法， 其特征在于： 步骤S3 中其波长 传输的用户的所述本地模型的表达式如下： 其 中， Cn表示第n个波长传输的用户的所述本地模型集合， ci表示排序后的第i个本地用户， τi 表示排序后的第i个本地用户， l oad表示第n个波长的负载情况。 7.如权利要求3 ‑6任意一项所述的联邦学习系统中用户选择的方法， 其特征在于： 所述 本地模型 上传顺序由排序顺序确定 。 8.如权利要求1所述的联邦学习 系统中用户选择的方法， 其特 征在于： 步骤S4包括： S41： 根据用户训练模型所耗费的时间 和用户上传至ONU所耗费的时间 之和 Ti重新排序用户； S42： 计算出相邻用户之间的时间间隔， 第n个波长上的第i个用户与第i ‑1个用户的间 隔为 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115329987 A 2S43： 为该用户分配的带宽大小可以表示 为： 其中， Z为轮询窗口 的平均大小； S44： 待所有模型传输完之后， 所述中心服务器则利用接收到的所有所述本地模型聚合 成一个新的全局模型， 聚合过程如下： 其中， 为更新后的全局模型， 为全局损失函数， N为用户总数， Di为用户i的本 地数据集大小， D为所有用户的数据集大小。 9.一种联邦学习系统， 其特征在于： 用于实现权利要求1至8任意一项所述的方法， 包 括： 所述中心服 务器， 用于对 全局模型进行初始化处 理或整合处 理； 所述OLT， 部署在所述中心服务器下游， 接收由所述中心服务器下发的初始化全局模型 或整合全局模型， 并向下发送； 接收由下游传输的数据并上传至所述中心服 务器； 用户， 接收初始化全局模型或整合全局模型， 进行模型训练后得到 本地模型并上传； ONU， 部署在 所述OLT和所述用户之间， 对所述OLT进行接收响应， 接收由所述OLT向下发 送的初始化全局模型或整合全局模型并下发至所述用户； 对所述用户需要发送的以太网数 据进行收集和缓存， 按照被分配的发送窗口向所述OLT 端发送该缓存数据； ODN， 部署在所述OLT和所述ONU之间， 完成光信号的双向传输 。 10.一种网络装置， 其特征在于： 包括： 处理器、 存储器和总线系统， 所述处理器和存储 器通过该总线系统相连， 所述存储器用于存储指令， 所述处理器用于执行存储器存储的指 令， 以实现权利要求1至8任意 一项所述的方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115329987 A 3