Till innehåll på sidan
Till KTH:s startsida

Empirical Coordination over Networks Subject to Fidelity Criteria

Tid: Fr 2023-03-24 kl 10.30

Plats: D3, Lindstedtsvägen 5, Stockholm

Videolänk: https://kth-se.zoom.us/j/68483184532

Språk: Engelska

Ämnesområde: Elektro- och systemteknik

Respondent: Michail Mylonakis , Teknisk informationsvetenskap

Opponent: Professor Maël Le Treust,

Handledare: Mikael Skoglund, Teknisk informationsvetenskap

Exportera till kalender

QC 20230303

Abstract

Kommunikation är en av de viktigaste och mest kostsamma resurserna i ett nätverk där olika delar önskar koordinera sitt beteende. När beteendet i vissa delar av nätverket är fördelade enligt en viss sannolikhetsfördelning, som är givet av problemets natur, så är går det att hitta en lösning till det statistiska koordinationsproblemet som minimerar kommunikationskostnaden. Detta problem, vars lösning ska följa en given empirisk sannolikhetsfördelning, kan ställas upp som ett nätverksinformationsteoretiskt problem. I litteraturen studeras två typer av statistisk koordination: empirisk och stark.

Denna avhandling undersöker empirisk statistisk koordinering. I det traditionella empiriska ramverket ska ett matematiskt kriterium uppfyllas med perfekt precision. Detta krav kan i praktiken vara restriktivt. En möjlig utvidgning av ramverket för empirisk statistisk koordinering föreslås i denna avhandling, nämligen en fidelitetsparameter i det statistiska koordinationskravet. Introduktionen av en fidelitetsparameter tillåter både formulering och lösning av nya problem, vilka kan vara användbara i praktiska tillämpningar. Exempel på situationer som kan hanteras av den nya problemformuleringen är dels situationer där nätverkskapaciteten inte räcker till för traditionell empirisk statistisk koordination, men där en lösning kan ges av ett svagare statistiskt koordinationskriterium, dels situationer där kvaliteten på koordineringen kan variera med god eller dålig nätverkskvalitet, vilket inte är känt hos avsändaren.

Två olika klasser av empiriska statistiska koordinationsproblem, båda föremål för fidelitetskriterier, studeras: empirisk statistisk koordination för multiagentsystem, samt kommunikations- och interferenskoordination över brusiga kanaler. I den första klassen koordinerar noder i ett multiagentsystem sitt beteende genom att använda de bandbegränsade kommunikationskanaler som finns tillgängliga. I den andra klassen kontrollerar två noder den interferens som en extern observatör upplever under tiden noderna kommunicerar över en brusig kanal. I båda klasserna härleds kapacitetsregionen för två olika problem, antingen fullt eller delvis. Dessutom diskuteras de matematiska egenskaper som de valda fidelitetskriterierna bör uppfylla. 

En av avhandlingens huvudsakliga slutsatser är att det finns en koppling mellan de föreslagna ramverken och ramverket för empirisk statistisk koordination. Det visar sig att för att designa koder som når empirisk statistisk koordination enligt någon empirisk sannolikhetsfördelning under fidelitetskriterier, är det optimalt, åtminstone i några enkla situationer, att undersöka koder som når traditionell empirisk statistisk koordination givet en godtycklig empirisk sannolikhetsfördelning från en klass av empiriska fördelningar som i någon mening är nära nog den sanna empiriska fördelningen. Denna observation förenklar lösningen till det empiriska statistiska koordinationsproblemet under fidelitetskriterier: lösningen ges genom att tillämpa en lämplig transformation på lösningen till det traditionella ramverket.

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-324497