<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Archiving and Interchange DTD OASIS v1.4 20221230//EN" "JATS-archive-oasis-article1-4.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.4" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xml:lang="ru">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher">ITT</journal-id>
<journal-title-group>
<journal-title>Информационные технологии и телекоммуникации</journal-title>
<trans-title-group xml:lang="en">
<trans-title>Telecom IT</trans-title>
</trans-title-group>
</journal-title-group>
<issn pub-type="epub">2307-1303</issn>
<publisher>
<publisher-name>СПбГУТ</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="doi">10.31854/2307-1303-2026-14-2-25-36</article-id>
<article-id pub-id-type="edn">LPRJVF</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Научная статья</subject>
<subject>Research Article</subject>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Обзор и сравнительный анализ методов федеративного обучения для оптимизации качества обслуживания в гетерогенных сетях телеприсутствия</article-title>
<trans-title-group xml:lang="en">
<trans-title>Federated Learning as a Method for Optimizing Service Quality in Heterogeneous Telepresence Networks</trans-title>
</trans-title-group>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Лаптева</surname>
<given-names>Татьяна Владимировна</given-names>
</name>
<name name-style="western" xml:lang="en">
<surname>Lapteva</surname>
<given-names>Tatyana</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1"/>
<contrib-id contrib-id-type="orcid">0009-0007-6710-5076</contrib-id>
<email>lapteva.tv@sut.ru</email>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Мутханна</surname>
<given-names>Аммар Салех Али</given-names>
</name>
<name name-style="western" xml:lang="en">
<surname>Muthanna</surname>
<given-names>Ammar</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1"/>
<contrib-id contrib-id-type="orcid">0000-0003-0213-8145</contrib-id>
<email>muthanna.asa@sut.ru</email>
</contrib>
</contrib-group>
<aff id="aff1">
<institution>Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М. А. Бонч-Бруевича</institution>
<addr-line>Санкт-Петербург, 193232</addr-line>
<country>Российская Федерация</country>
<institution xml:lang="en">The Bonch-Bruevich Saint Petersburg State University of Telecommunications</institution>
<addr-line xml:lang="en">St. Petersburg, 193232</addr-line>
<country xml:lang="en">Russian Federation</country>
</aff>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2026</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="epub">
<day>30</day>
<month>08</month>
<year>2026</year>
</pub-date>
<volume>14</volume>
<issue>2</issue>
<fpage>25</fpage>
<lpage>36</lpage>
<permissions>
<copyright-statement>© Лаптева Т. В., Мутханна А. С. А., 2026</copyright-statement>
<license license-type="cc-by" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<license-p>Лицензия CC BY 4.0</license-p>
<license-p xml:lang="en">CC BY 4.0 License</license-p>
</license>
</permissions>
<self-uri xlink:href="https://www.sut.ru/doci/nauka/1AEA/ITT/2026_2/25-36.pdf" content-type="pdf"/>
<abstract xml:lang="ru">
<p><bold>Аннотация.</bold> Одной из ключевых услуг сетей связи шестого поколения является телеприсутствие, предъявляющее повышенные требования к качеству обслуживания. Современным и будущим коммуникационным инфраструктурам характерна высокая степень гетерогенности. В связи с этим обеспечение стабильного уровня качества обслуживания представляет собой сложную задачу, требующую комплексного подхода и инновационных решений. Традиционные методы управления, такие как статическое назначение приоритетов или адаптивные алгоритмы, не обладают достаточной гибкостью, а централизованные подходы машинного обучения сопряжены с рисками конфиденциальности и высокой нагрузкой на сеть. <bold>Целью</bold> настоящей работы является систематизация и сравнительный анализ методов федеративного обучения, применяемых для прогнозирования и оптимизации качества обслуживания в гетерогенных сетях телеприсутствия. <bold>Сущность</bold> предлагаемого в статье подхода заключается в авторской классификации методов федеративного обучения, за основу которой взяты два критерия: архитектурная организация и способ адаптации к гетерогенности. Для каждого класса приведены детальные описания, выделены сильные и слабые стороны. <bold>Принцип</bold> сравнительного анализа строится на сопоставлении подходов по ключевым показателям: точность прогнозирования, скорость сходимости, коммуникационные задержки, конфиденциальность, вычислительная нагрузка на устройства, устойчивость к гетерогенности, сложность реализации и безопасность. Анализ выполнен на основе данных из рецензируемых источников и позволил выявить количественные преимущества сравниваемых показателей (например, сокращение раундов обучения на 1,91--38,89 % и снижение коммуникационных задержек на 9,52--40,00 % для иерархической архитектуры MultiFed). <bold>Экспериментальные данные</bold>, представленные в анализируемых работах, подтверждают, что федеративное обучение обеспечивает баланс между прогностической точностью, конфиденциальностью и масштабируемостью, причем выигрыш наиболее заметен для устройств с гетерогенными данными. <bold>Научная новизна</bold> состоит в предложенной классификации методов федеративного обучения и систематизации их преимуществ и ограничений применительно к специфике сетей телеприсутствия, что позволяет обоснованно выбирать архитектуру в зависимости от сценария использования. <bold>Практическая значимость</bold> определяется сформулированными авторами рекомендациями по выбору методов федеративного обучения для различных условий (региональная гетерогенность, ограниченные ресурсы устройств, жёсткие требования к задержкам), что может быть использовано при проектировании и эксплуатации сетей связи.</p>
</abstract>
<abstract xml:lang="en">
<p><bold>Abstract.</bold> Telepresence is a key service in sixth-generation networks, placing stringent quality of service requirements on them. Current and future communications infrastructures are characterized by a high degree of heterogeneity. Ensuring a stable level of quality of service is therefore a complex task requiring an integrated approach and innovative solutions. Traditional management methods, such as static prioritization or adaptive algorithms, lack sufficient flexibility, while centralized machine learning approaches are associated with privacy risks and high network load. <bold>The aim of this paper</bold> is to systematize and comparatively analyze federated learning methods used to predict and optimize quality of service in heterogeneous telepresence networks. <bold>The essence of the approach proposed</bold> in this paper lies in the author's classification of federated learning methods based on two criteria: architectural organization and the method of adaptation to heterogeneity. Detailed descriptions are provided for each class, and strengths and weaknesses are highlighted. The comparative analysis is based on comparing approaches based on key metrics: forecast accuracy, convergence rate, communication delays, privacy, device computational load, heterogeneity resilience, implementation complexity, and security. The analysis was based on data from peer-reviewed sources, which allowed us to identify quantitative advantages (e.g., a 1.91--38.89% reduction in training rounds and a 9.52--40.00% reduction in communication delays for the hierarchical MultiFed architecture). <bold>Experimental data</bold> presented in the analyzed papers confirm that federated learning provides a balance between predictive accuracy, privacy, and scalability, with the gains being most noticeable for devices with heterogeneous data. <bold>The scientific novelty</bold> lies in the proposed classification of federated learning methods and the systematization of their advantages and limitations as applied to the specifics of telepresence networks, which enables an informed choice of architecture depending on the use case. The authors' <bold>practical significance</bold> lies in their recommendations for selecting a federated learning method for various conditions (regional heterogeneity, limited device resources, and stringent latency requirements), which can be used in the design and operation of communication networks.</p>
</abstract>
<kwd-group xml:lang="ru">
<kwd>федеративное обучение</kwd>
<kwd>распределенное обучение</kwd>
<kwd>телеприсутствие</kwd>
<kwd>QoS</kwd>
<kwd>гетерогенные сети</kwd>
<kwd>6G</kwd>
<kwd>оптимизация задержек</kwd>
<kwd>прогнозирование QoS</kwd>
</kwd-group>
<kwd-group xml:lang="en">
<kwd>federated learning</kwd>
<kwd>distributed learning</kwd>
<kwd>telepresence</kwd>
<kwd>QoS</kwd>
<kwd>heterogeneous networks</kwd>
<kwd>6G</kwd>
<kwd>latency optimization</kwd>
<kwd>QoS prediction</kwd>
</kwd-group>
<funding-group>
<funding-statement xml:lang="ru">Исследование выполнено без привлечения внешних источников финансирования.</funding-statement>
<funding-statement xml:lang="en">The study was carried out without external funding.</funding-statement>
</funding-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec>
<title>Введение</title>
<!-- Основной текст статьи не был предоставлен в исходных данных. Для целей данного задания тело статьи оставлено пустым. -->
</sec>
</body>
<back>
<ref-list>
<title>Литература</title>
<ref id="ref1">
<mixed-citation>1. Taghia J., Moradi F., Larsson H., Lan X., Orucu A., Ebrahimi M., et al. Congruent Learning for Self-Regulated Federated Learning in 6G // IEEE Transactions on Machine Learning in Communications and Networking. 2024. Vol. 2. PP. 29--149. DOI: 10.1109/TMLCN.2023.3347680. EDN: VARJVJ</mixed-citation>
<mixed-citation xml:lang="en">1. Taghia J., Moradi F., Larsson H., Lan X., Orucu A., Ebrahimi M., et al. Congruent Learning for Self-Regulated Federated Learning in 6G // IEEE Transactions on Machine Learning in Communications and Networking. 2024. Vol. 2. PP. 29--149. DOI: 10.1109/TMLCN.2023.3347680. EDN: VARJVJ</mixed-citation>
</ref>
<ref id="ref2">
<mixed-citation>2. Temiz F., Salehi S., Erol-Kantarci M. Edge Learning via Federated Split Decision Transformers for Metaverse Resource Allocation // arXiv.org. 2026. URL: https://ar5iv.labs.arxiv.org/html/2602.16174 (Accessed 30.08.2026)</mixed-citation>
<mixed-citation xml:lang="en">2. Temiz F., Salehi S., Erol-Kantarci M. Edge Learning via Federated Split Decision Transformers for Metaverse Resource Allocation // arXiv.org. 2026. URL: https://ar5iv.labs.arxiv.org/html/2602.16174 [Accessed 30.08.2026]</mixed-citation>
</ref>
<ref id="ref3">
<mixed-citation>3. 3GPP TS 22.261 version 18.6.1. 3rd Generation Partnership Project. Technical Specification Group Services and System Aspects. Service requirements for the 5G system. Stage 1 (Release 18).</mixed-citation>
<mixed-citation xml:lang="en">3. 3GPP TS 22.261 version 18.6.1. 3rd Generation Partnership Project. Technical Specification Group Services and System Aspects. Service requirements for the 5G system. Stage 1 (Release 18).</mixed-citation>
</ref>
<ref id="ref4">
<mixed-citation>4. Кучерявый А. Е., Давуд А. А., Волков А. Н., Мутханна А. С. А., Парамонов А. И., Елагин В. С. и др. Сети связи шестого поколения: фрактальные архитектуры, голографические взаимодействия, телеприсутствие, сетевые роботы: учебник для вузов. СПб., Москва, Минск: Питер, 2024. 320 с.</mixed-citation>
<mixed-citation xml:lang="en">4. Kucheryavy A. E., Davud A. A., Volkov A. N., Muthanna A. S. A., Paramonov A. I., Elagin V. S., et al. Sixth-generation communication networks: fractal architectures, holographic interactions, telepresence, network robots. St. Petersburg; Moscow; Minsk: Piter Publ.; 2024. 320 p. (in Russian)</mixed-citation>
</ref>
<ref id="ref5">
<mixed-citation>5. Al-Quraan M., Mohjazi L., Bariah L., Centeno A., Zoha A., Arshad K., et al. Edge-Native Intelligence for 6G Communications Driven by Federated Learning: A Survey of Trends and Challenges // IEEE Transactions on Emerging Topics in Computational Intelligence. 2023. Vol. 7. Iss. 3. PP. 957--979. DOI:10.1109/TETCI. 2023.3251404</mixed-citation>
<mixed-citation xml:lang="en">5. Al-Quraan M., Mohjazi L., Bariah L., Centeno A., Zoha A., Arshad K., et al. Edge-Native Intelligence for 6G Communications Driven by Federated Learning: A Survey of Trends and Challenges // IEEE Transactions on Emerging Topics in Computational Intelligence. 2023. Vol. 7. Iss. 3. PP. 957--979. DOI:10.1109/TETCI. 2023.3251404</mixed-citation>
</ref>
<ref id="ref6">
<mixed-citation>6. Xu J., Lin J., Li Y., Xu Z. MultiFed: A fast converging federated learning framework for services QoS prediction via cloud--edge collaboration mechanism // Knowledge-Based Systems. 2023. Vol. 268. P. 110463. DOI: 10.1016/j.knosys.2023. 110463. EDN: ORNKNM</mixed-citation>
<mixed-citation xml:lang="en">6. Xu J., Lin J., Li Y., Xu Z. MultiFed: A fast converging federated learning framework for services QoS prediction via cloud--edge collaboration mechanism // Knowledge-Based Systems. 2023. Vol. 268. P. 110463. DOI: 10.1016/j.knosys.2023. 110463. EDN: ORNKNM</mixed-citation>
</ref>
<ref id="ref7">
<mixed-citation>7. Setayesh M. Machine learning-based algorithms design for network slicing, federated learning, and 360° video streaming in wireless systems. PhD Thesis. Vancouver: University of British Columbia, 2024. DOI: 10.14288/1.0441439</mixed-citation>
<mixed-citation xml:lang="en">7. Setayesh M. Machine learning-based algorithms design for network slicing, federated learning, and 360° video streaming in wireless systems. PhD Thesis. Vancouver: University of British Columbia, 2024. DOI: 10.14288/1.0441439</mixed-citation>
</ref>
<ref id="ref8">
<mixed-citation>8. Bragato F., Giordani M., Zorzi M. Federated Reinforcement Learning to Optimize Teleoperated Driving Networks. 2024. DOI: 10.48550/arXiv. 2410.02312</mixed-citation>
<mixed-citation xml:lang="en">8. Bragato F., Giordani M., Zorzi M. Federated Reinforcement Learning to Optimize Teleoperated Driving Networks. 2024. DOI: 10.48550/arXiv. 2410.02312</mixed-citation>
</ref>
<ref id="ref9">
<mixed-citation>9. Ossongo E., Esseghir M., Merghem-Boulahia L. A multi-agent federated reinforcement learning-based optimization of quality of service in various LoRa network slices // Computer Communications. 2024. Vol. 213. PP. 320--330. DOI: 10.1016/j. comcom.2023.11.015. EDN: OQGADB</mixed-citation>
<mixed-citation xml:lang="en">9. Ossongo E., Esseghir M., Merghem-Boulahia L. A multi-agent federated reinforcement learning-based optimization of quality of service in various LoRa network slices // Computer Communications. 2024. Vol. 213. PP. 320--330. DOI: 10.1016/j. comcom.2023.11.015. EDN: OQGADB</mixed-citation>
</ref>
<ref id="ref10">
<mixed-citation>10. Song X., Xu B., Zhang X., Wang S., Song T., Xing G., et al. Everyone-Centric Heterogeneous Multi-Server Computation Offloading in ITS with Pervasive AI // IEEE Network. 2023. Vol. 37. Iss. 2. PP. 62--68. DOI: 10.1109/MNET.2023. 10061628. EDN: QWGJYN</mixed-citation>
<mixed-citation xml:lang="en">10. Song X., Xu B., Zhang X., Wang S., Song T., Xing G., et al. Everyone-Centric Heterogeneous Multi-Server Computation Offloading in ITS with Pervasive AI // IEEE Network. 2023. Vol. 37. Iss. 2. PP. 62--68. DOI: 10.1109/MNET.2023. 10061628. EDN: QWGJYN</mixed-citation>
</ref>
<ref id="ref11">
<mixed-citation>11. Li T., Sahu A. K., Zaheer M., Sanjabi M., Talwalkar A., Smith V. Federated Learning: Challenges, Methods, and Future Directions // IEEE Signal Processing Magazine. 2020. Vol. 37. Iss. 3. PP. 50--60. DOI: 10.1109/msp.2020.2975749. EDN: BFBNOW</mixed-citation>
<mixed-citation xml:lang="en">11. Li T., Sahu A. K., Zaheer M., Sanjabi M., Talwalkar A., Smith V. Federated Learning: Challenges, Methods, and Future Directions // IEEE Signal Processing Magazine. 2020. Vol. 37. Iss. 3. PP. 50--60. DOI: 10.1109/msp.2020.2975749. EDN: BFBNOW</mixed-citation>
</ref>
</ref-list>
<sec sec-type="ack">
<title>Благодарности</title>
<p>Информация о финансировании не указана. Исследование выполнено без привлечения внешних источников финансирования.</p>
<p xml:lang="en">Funding information is not provided. The study was carried out without external funding.</p>
</sec>
</back>
</article>