重慶大學賈云健教授團隊：通信計算融合、端邊多維協同的分布式智能

作者簡介

賈云健 ，教授，博士生導師。國家科技創新領軍人才，重慶市學術技術帶頭人。主要研究移動通信與智能網絡的理論技術及應用。已授權國家發明專利30余項、美國等國際發明專利20余項，制定技術標準10余項，發表學術論文160余篇。承擔國家高技術研究發展計劃、國家重點研發計劃、國家自然科學基金、教育部-中國移動科研基金、工信部工業互聯網創新發展工程等科技項目，成果“通信與計算協同的智能網絡研究與應用”獲中國發明協會發明創業獎創新獎一等獎（第一完成人）、“復雜異構網絡環境下多維資源協同優化理論與方法”獲重慶市自然科學獎一等獎（第一完成人）、與企業合作成果“星地多域融合智聯信息系統關鍵技術及應用”獲重慶市科技進步獎一等獎（第二完成人）、個人獲中國產學研合作創新獎、科學中國人年度人物等。擔任中國人工智能學會智能融合專業委員會第一屆委員、中國通信學會智能超表面專業委員會第一屆委員、5G應用產業方陣重慶分聯盟第一屆副理事長、重慶市電子學會常務理事等。

賈云健教授領銜的重慶大學智能通信與網絡團隊，是入選重慶市高校創新團隊并驗收“優秀”的高水平科研團隊，致力于通信-計算-智能融合的新一代信息網絡研究，面向5G產業需求和6G核心領域，形成從理論研究、系統架構、算法設計到應用方案的體系化創新。

隨著5G應用深入和6G愿景展開，人類社會正加速從“萬物互聯”向“萬物智聯”邁進。智能手機、物聯網設備、自動駕駛汽車等終端產生的海量數據，成為人工智能發展的核心要素和重要資源。

傳統的“數據上云，集中訓練”模式面臨著隱私泄露、傳輸高延遲和帶寬瓶頸等嚴峻挑戰。移動邊緣計算（MEC）與聯邦學習（FL）的結合——聯邦邊緣學習（FEEL）應運而生。它將計算能力推向網絡邊緣節點，并實現了“數據不動模型動”的新型分布式智能范式，成為學術界和工業界競相追逐的熱點。

然而，FEEL在走向規模化應用的道路上，面臨著設備異構性、數據異構性和通信效率三大核心挑戰。如何在資源受限、網絡動態變化的邊緣環境下，實現高效、可靠且個性化的協同訓練，是亟待解決的關鍵問題。

▲ FEEL的模型訓練框架：涵蓋全局模型廣播、

本地更新、上傳及聚合的全過程

▋FEEL不是“聯邦學習”和“邊緣計算”的簡單疊加

聯邦邊緣學習不是兩項技術的簡單疊加，而是“通信+計算+智能”的深度融合。

在MEC網絡中實施FL，需要對網絡邊緣節點進行精細化的計算與通信資源管理。由于終端設備的計算能力、電池電量、信道質量千差萬別（設備異構），且不同用戶的數據分布往往是非獨立同分布的（數據異構），傳統的“一刀切”式聚合策略難以奏效。

作者團隊敏銳捕捉到了這些痛點，從調度與資源分配、集群學習（C-FEEL）、個性化學習（P-FEEL）等維度出發，提出了一系列解決方案。

▲ MEC與FL的深度融合架構

▋系統性梳理：從理論到應用的完整藍圖

作為融合創新的典范，聯邦邊緣學習的研究門檻較高，既涵蓋無線通信、人工智能，又涉及分布式優化理論。

雖然關于聯邦學習的書籍不少，但專門針對“邊緣側”特性，深入探討資源調度、異構處理及行業應用的專著相對稀缺。

作者團隊在國家自然科學基金、國家重點研發計劃等項目的支持下，積累了豐碩的研究成果。作者感到有責任將這些碎片化的知識與最新的算法設計進行系統性梳理，于是便有了今天這本《 聯邦邊緣學習》。

聯邦邊緣學習

賈云健, 溫萬里 著

北京: 科學出版社, 2025. 11

ISBN 978-7-03-084089-9

本書系統介紹聯邦邊緣學習（FEEL）的基本原理、關鍵技術和應用案例。內容涵蓋FEEL的系統架構、訓練算法、收斂性分析，以及FEEL的調度與資源分配、集群學習、個性化學習等關鍵技術的最新研究成果。

▲ 基于FEEL的工業異常檢測技術框架

▋本書核心內容

本書不僅構建了FEEL的理論基礎與技術體系，更提供了可落地的應用指引。

• 基礎夯實：詳解MEC架構、卸載技術與FL經典算法（FedAvg, FedSGD）的收斂性分析，構建統一的FEEL系統模型。

• 效率為王（調度與資源分配）：針對異構網絡，提出了基于在線學習的動態設備調度、基于無線攜能通信（SWIPT）的聯合調度等策略，解決“誰來練、怎么傳”的效率問題。

• 突破瓶頸（C-FEEL與P-FEEL）：

高性能集群技術（C-FEEL）：通過分層聚合、虛擬集群調度，大幅降低通信開銷并加速收斂。

個性化技術（P-FEEL）：利用注意力消息傳遞機制、無人機輔助異步架構，解決數據異構帶來的模型精度問題，實現“千人千面”的智能服務。

• 典型應用：提供了用戶行為預測、工業異常檢測、醫療診斷輔助、自動駕駛輔助四大場景的FEEL應用方案，展示了FEEL的落地潛力。

▲ 基于FEEL的 自動駕駛輔助技術系統（FeADAS）

本書適合作為通信工程、計算機和人工智能等領域的研究者和技術開發者的參考用書，也可作為相關專業高年級本科生和研究生的學習資料。

聯邦邊緣學習

賈云健, 溫萬里 著

北京: 科學出版社, 2025. 11

ISBN 978-7-03-084089-9

責任編輯：葉蘇蘇 雷若丹

（本文編輯：劉四旦）

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