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Colosseum-ORAN Federated Slicing

這是一個從頭到尾都幫你做好的專案,用聯邦學習和差分隱私技術,加上真實世界的 RAN 軌跡數據,來優化 5G/6G 無線網路的資源要怎麼分才最好。

專案亮點

我們把最潮的技術跟真實數據結合,打造出一個可以重現、擴充,又兼顧隱私保護的 AI 研究框架。

真實 RAN 軌跡數據

採用 Colosseum/ORAN 的「ColO-RAN」公開資料集,模擬真實世界網路的運作狀況。

專業級監控儀表板

最新版有個四合一的超猛儀表板,把資源效率、網路負載、用戶行為跟服務品質(QoS)的狀況全都畫給你看,監控起來一清二楚。

可靠的差分隱私

我們做出了超穩、可以自己調整的差分隱私 (DP) 機制,還能追蹤隱私預算花了多少,保護你的資料安全。

Colab 一鍵啟動

不用再自己搞那些複雜的 CUDA 環境,在瀏覽器裡點一下,就能直接跑訓練、做實驗。

快速上手

只要跟著下面幾個簡單步驟,你也可以輕鬆跑完一整個聯盤學習流程。

1

點開 Colab 筆記本

點個按鈕,最新的筆記本就會直接在 Google Colab 裡打開,馬上就能用。

2

上傳資料

先把我們處理好的資料集(大概 400MB)下載下來,再把它丟到你的 Colab 環境裡。

3

一鍵執行

在 Colab 上方選單找到「執行階段」,然後點「全部執行」,程式就會自己開始跑訓練,是不是超簡單?

專案是怎麼長大的

從一開始的點子,到現在這個功能完整、又可以保護隱私的最終版,這裡記錄了我們把這個專案一步步生出來的血淚史。

v1.0.6: 專業監控與物件導向大升級

最新推薦版

這個版本我們導入了物件導向的 `FederatedPredictionSystem` Class,把訓練、預測跟監控的邏輯都包起來。模擬數據也延長到 24 小時,還升級成專業的四合一儀表板,可以說是目前功能最完整、架構也最清楚的版本。

看看 Release Note

v1.0.5: 差分隱私強化,穩到不行

功能增強

這個版本專門來「強化」我們的差分隱私。用了 `RobustScaler` 讓模型比較不怕奇怪的資料,也把隱私噪音調高。同時還加了些方便除錯的小工具,並改善記憶體問題,讓整個訓練過程更穩、更可靠。

看看 Release Note

v1.0.4: 搞定!穩定的自訂 DP 實作

重要里程碑

這是我們第一個功能完整又穩定的版本。我們自己寫了一個梯度處理的函式,成功把差分隱私加進來,順便解決了套件不合的問題。另外還加了 Early Stopping 和自動存最佳模型的功能,為之後的研究打下了穩固的基礎。

在 Colab 中開啟

v1.0.3: 修好 TFF API 的相容性問題

修復版

這個版本主要在救火,為了解決 v1.0.2 版 TFF API 整個炸掉的問題。我們把所有套件的版本都鎖死,換成官方推薦的新 API,總算把路鋪好,讓後面可以順利把差分隱私加進來。

看看 Release Note

v1.0.1 - v1.0.2: 專案啟動與早期踩雷

早期版本

一切的起點 (v1.0.1),目標是讓大家在 Colab 上能「無痛」上手,解決了超煩的環境問題。接著在 v1.0.2,我們第一次試著自己做 DP-FedAvg,雖然因為 API 太舊而失敗,但也算是累積了寶貴的「踩雷」經驗啦。

看看早期版本

技術細節大公開 (v1.0.6)

帶你來看看最新版的架構、那個很酷的儀表板,還有我們是怎麼搞定差分隱私的。

架構與監控儀表板

v1.0.6 版我們弄了一個 `FederatedPredictionSystem` 核心 Class,把資料處理、模型訓練、隱私計算、到最後畫圖的功能全都包進去,大大提升了程式碼的模組化跟維護的方便性。最屌的亮點就是那個全新的四合一儀表板:

  • 資源分配效率: 把模型預測的資源分配效率畫出來給你看。
  • 網路負載關聯: 分析網路用量跟服務品質(QoS)之間有什麼關係。
  • 用戶活動模式: 秀出 24 小時內,大家都在什麼時候上網。
  • QoS 分數趨勢: 追蹤服務品質分數是變好還是變壞。

訓練與差分隱私

超參數 v1.0.6 預設值
客戶端總數7
訓練輪數30
每輪客戶端數7
本地訓練週期2
批次大小 (Batch Size)64
客戶端學習率5e-4
伺服器學習率0.01
裁剪範數 (DP)1.0 (可調整)
噪聲乘數 (DP)1.5 (可調整)