1.一种优化网络延迟的分布式ADMM机器学习方法,其特征在于,针对ad‑hoc网络将凸优化问题分解成子凸优化问题进行求解,为得到凸优化问题的全局最优解,机器学习方法包括以下步骤:针对网络延迟对基于桥节点和工作节点的分布式ADMM算法运行时间的影响,对网络节点进行初始化,并根据网络中节点连接延迟的情况,动态地规划桥节点的位置和个数;
定义如下参数:
latencybridge(b):节点i与和节点i相邻的第b个相邻的桥节点之间的延迟;
B(i):与节点i相邻的所有桥节点的集合;
NB(b,i):表示与节点i相邻的节点中,同时与和节点i相邻的第b个相邻的桥节点相邻的节点;
SNB(b,i):集合NB(b,i)中节点的个数;
Lmax(i):表示与节点i相邻的所有节点到节点i的延迟中的最大值;
Lmax(j):表示在NB(b,i)中的第j个节点,与第j个节点相邻的所有节点中到第j个节点的最大值;
min LmaxNeigh(i):与节点i相邻的所有节点中的Lmax值中的最小值;
Lmaxno‑bridge(i):表示与节点i相连的所有工作节点到节点i的延迟的最大值;
所述针对网络延迟,动态地规划桥节点的位置和个数具体包括以下步骤:遍历与节点i相连的所有桥节点,首先判断latencybridge(b)是否大于允许的最大延迟并且如果成立,则判断节点i是否为桥节点,如果节点i是桥节点,则将B(i)中第b个桥节点移除;如果节点i不是桥节点则判断Lmaxno‑bridge(i)是否小于min LmaxNeigh(i),如果成立,则将节点i设置为桥节点,并告知其所有与节点i相连的节点,并将B(i)中第b个桥节点移除;如果不成立则遍历NB(b,i)中的所有节点,判断以下一组条件是否同时满足:Lmaxno‑bridge(i)>=Lmax(j),
Lmax(j)<latencybridge(b)
Lmax(j)<latencylimit,
SNB(b,i)>0,如果同时满足将NB(b,i)中的第j个节点设置为桥节点。
2.根据权利要求1所述的一种优化网络延迟的分布式ADMM机器学习方法,其特征在于,在ad‑hoc网络中,设网络中有J个节点,定义节点j的邻居节点为Nj,目标是根据在节点j处p×1的到的观察值 估计一个R 向量s;Lj表示xj的维数, 表示Lj维列向量的集p×1合,xj表示在第j个节点得到的数据,p表示p维,R 表示p维列向量的集合,即表示向量s是一个p维的列向量;
表示在节点j针对xj的目标优化函数;
引入一个辅助变量sj并以下列方式表示问题;
Subject to:
表示网络中所有桥节点都拥有的本地向量,B表示网络中的
所有桥节点的集合,b表示网络中的桥节点b,Nb表示与桥节点b相邻的所有工作节点的集合;
是桥节点的集合,其拥有本地向量 针对上述优化问题的拉格朗日表达式如下:其中 是一个大于0的常量,v表示网
络上所有 的集合, 表示针对节点j与所对应的桥节点b的拉格朗日乘子,cj表示为节点j所对应的拉格朗日惩罚系数,表示网络中所有桥节点都拥有的本地向量,针对上述优化问题采用基于桥节点和工作节点的分布式ADMM算法进行求解。
3.根据权利要求2所述的一种优化网络延迟的分布式ADMM机器学习方法,其特征在于,所述对网络节点进行初始化具体包括步骤:对于节点i,如果其相邻的节点中存在桥节点,则将节点i设置为工作节点,如果与节点i相邻的所有节点中没有桥节点,则将节点i设置为桥节点。
4.根据权利要求3所述的一种优化网络延迟的分布式ADMM机器学习方法,其特征在于,为保证分布式算法的收敛性,针对网络中工作节点j,如果工作节点j与其相邻的工作节点间不存在共同的桥节点,就将工作节点j设置为与其相邻的工作节点的桥节点。
5.根据权利要求1所述的一种优化网络延迟的分布式ADMM机器学习方法,其特征在于,所述ADMM的迭代算法具体包括以下步骤:首先进行初始化工作,即对 sj,赋初值以及设定最大迭代次数,然后判断迭代次数是否超过最大迭代次数,没有超过就进行迭代运算:工作节点接收到来自其桥节点的 并结合本地的sj(k)和 通过迭代公式得到更新值 得到更新值 后通过迭代公
式 得到更新值sj(k+1),然后工作节点将sj(k+1)给对应的桥节点,桥节点根据迭代公式 得到更新值
并将 发送给对应的工作节点;
当迭代次数超过最大迭代次数时停止迭代计算,得到 sj,的近似最优解。