5G电力虚拟专网中基于联邦对抗学习的分布式异常检测算法
CSTR:
作者:
作者单位:

(1. 国网重庆市电力公司信息通信分公司, 重庆 400014;2. 重庆邮电大学 通信与信息工程学院, 重庆 400065)

作者简介:

吴维农(1965-),男,四川省人,正高级工程师,主要研究方向包括OPGW特种光缆、无线工业控制、北斗高精度监测等电力通信系统;

通讯作者:

中图分类号:

TM711

基金项目:

国家自然科学基金项目(62071078);国家电网有限公司科技项目(2023渝电科技6#).通信作者:吴维农 E-mail:wuweinong2023@163.com


Federated Adversarial Learning Based Distributed Anomaly Detection Algorithm for 5G Power Virtual Private Network
Author:
Affiliation:

(1. Information and Telecommunication Branch of State Grid Chongqing Electric Power Com. Ltd, Chongqing 400014, CHN;2. School of Communications and Information Engineering, Chongqing University of Posts and Telecomm., Chongqing 400065, CHN)

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    摘要:

    针对5G电力虚拟专网中高维、不均衡和分布式的数据特征,提出了一种基于联邦对抗学习的分布式异常检测算法。首先,鉴于生成对抗网络在获取高维复杂数据分布方面的优势,采用具有梯度惩罚的Wasserstien生成对抗网络(WGAN-GP)模型对网元中的多维运行数据进行分析和监控并获取其分布情况。其次,基于5G电力虚拟专网的管理架构,设计了一种基于联邦对抗学习的分布式异常检测框架,使分布式电力切片管理器能够协同训练全局异常检测模型,增强模型泛化能力。最后,通过数值仿真验证了基于联邦对抗学习的分布式异常检测算法的训练效率和检测性能。

    Abstract:

    A federated adversarial learning-based distributed anomaly detection algorithm for the high-dimensional, unbalanced, and locally collected data in 5G power virtual private network. Firstly, considering the powerful ability of generative adversarial network in capturing the distribution from high-dimensional complex data, a Wasserstein generative adversarial network with gradient penalty (WGAN-GP) model was adopted to monitor and analyze the multi-dimensional operational data in the network elements and to capture their data distributions. Secondly, based on the management framework of 5G power virtual private network, a federated adversarial learning-based distributed anomaly detection framework was designed to enable distributed power slice managers to collaboratively train a global anomaly detection model and improve the generalization ability. Finally, numerical simulation results validate the efficiency and effectiveness of the federated adversarial learning-based distributed anomaly detection algorithm.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

吴维农,王定国,刘钰然,邓雅文,祖雪莹,唐伦.5G电力虚拟专网中基于联邦对抗学习的分布式异常检测算法[J].半导体光电,2023,44(6):955-964. WU Weinong, WANG Dingguo, LIU Yuran, DENG Yawen, ZU Xueying, TANG Lun. Federated Adversarial Learning Based Distributed Anomaly Detection Algorithm for 5G Power Virtual Private Network[J].,2023,44(6):955-964.

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  • 收稿日期:2023-08-09
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  • 在线发布日期: 2023-12-27
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