CIF: Small: Fundamental limits of interactive communications

CIF：小：交互式通信的基本限制

基本信息

批准号：
1815428
负责人：
Natasha Devroye
金额：
$ 50万
依托单位：
University of Illinois at Chicago
依托单位国家：
美国
项目类别：
Standard Grant
财政年份：
2019
资助国家：
美国
起止时间：
2019-01-01 至 2023-08-31
项目状态：
已结题

来源：
https://www.nsf.gov/awardsearch/showAward?AWD_ID=1815428&HistoricalAwards=false
关键词：
CIF Small Fundamental limits interactive

项目摘要

The proposed research aims to understand how interaction affects the fundamental performance of communication systems. "Interaction" denotes when current decisions such as what to input to the channel may be altered based on past decisions, for example through feedback or access to channel outputs. To assess the impact of interaction, this project uses the technology-independent formalism of information theory, which quantifies the fundamental limits of data compression and transmission. This provides upper bounds and benchmarks for real-world performance of interactive communication systems, which will be more realistic than current bounds which consider idealized notions of feedback. This is expected to refine the design of communication systems in the noisy feedback and two-way settings of relevance in many existing and future communication paradigms.The role of interaction in one-way channels with noisy feedback and two-way channels will be looked at using three information theoretic metrics: 1) the somewhat crude capacity viewpoint; 2) a more refined error exponents angle; and finally 3) the even more refined second order coding / finite-blocklength context. One-way channels with noisy feedback highlight the potential utility or futility of adapting current inputs to past noisy channel outputs, extending the understanding from the current state of the art which for the most part considers noiseless / perfect output feedback. Two-way channels where two users wish to exchange messages over a common channel and do so interactively take this understanding one step further by capturing not only the impact of interaction / feedback, but also the tension between using a common channel to send data in one direction versus feedback in the other. The outcomes of the proposed research will provide a comprehensive understanding of interaction in two more realistic and relatively unexplored interactive settings.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.

拟议的研究旨在了解相互作用如何影响通信系统的基本表现。 “互动”表示何时可以根据过去的决策来更改当前决策，例如通过反馈或访问通道输出来更改。为了评估互动的影响，该项目使用信息理论独立于技术的形式主义，从而量化了数据压缩和传输的基本限制。这为交互式通信系统的实际性能提供了上限和基准，这将比当前考虑理想化的反馈概念更现实。预计这将在许多现有和未来的通信范式中完善嘈杂的反馈和双向相关设置的通信系统的设计。在具有嘈杂的反馈和双向频道的单向频道中，相互作用的作用将使用三个信息理论指标来研究：1）有些粗略的能力观点； 2）更精致的误差指数角度；最后3）更精致的二阶编码 /有限块长上下文。带有嘈杂反馈的单向通道突出了将电流输入调整到过去嘈杂的通道输出的潜在效用或徒劳，从而从当前的最新情况中扩展了理解，这在大多数情况下都考虑了无声 /完美的输出反馈。两个用户希望通过公共通道交换消息并进行交互交流的双向通道，不仅捕获互动 /反馈的影响，还可以通过使用公共通道在一个方向发送数据与另一个方向发送数据之间的张力。拟议的研究的结果将在两个更现实且相对未开发的互动环境中对互动进行全面的了解。该奖项反映了NSF的法定任务，并被认为是值得通过基金会的知识分子优点和更广泛的影响来评估的评估标准的评估。

项目成果

期刊论文数量（8）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Error Exponents of Parallel Two-way Discrete Memoryless Channels using Variable Length Coding

使用可变长度编码的并行两路离散无记忆通道的误差指数

DOI：
10.1109/isit.2019.8849727
发表时间：
2019
期刊：
2019 IEEE International Symposium on Information Theory (ISIT
影响因子：
0
作者：
Palacio-Baus, Kenneth;Asadi, Meysam;Devroye, Natasha
通讯作者：
Devroye, Natasha

Variable-length Coding Error Exponents for the AWGN Channel with Noisy Feedback at Zero-Rate

零速率噪声反馈 AWGN 信道的可变长度编码误差指数

DOI：
10.1109/isit.2019.8849578
发表时间：
2019
期刊：
2019 IEEE International Symposium on Information Theory (ISIT
影响因子：
0
作者：
Palacio-Baus, Kenneth;Devroye, Natasha
通讯作者：
Devroye, Natasha

Generalized Probability Density Function Estimation via Convex Optimization

DOI：
10.1109/isit50566.2022.9834583
发表时间：
2022-06
期刊：
2022 IEEE International Symposium on Information Theory (ISIT)
影响因子：
0
作者：
Arian Eamaz;Farhang Yeganegi;M. Soltanalian;N. Devroye
通讯作者：
Arian Eamaz;Farhang Yeganegi;M. Soltanalian;N. Devroye

Achievable error exponents for the two-way parallel DMC

双向并行 DMC 可实现的误差指数

DOI：
10.1109/itw46852.2021.9457573
发表时间：
2021
期刊：
Information Theory Workshop
影响因子：
0
作者：
Palacio-Baus, Kenneth;Devroye, Natasha
通讯作者：
Devroye, Natasha

Interpreting Deep-Learned Error-Correcting Codes

解释深度学习的纠错码

DOI：
10.1109/isit50566.2022.9834599
发表时间：
2022
期刊：
IEEE International Symposium on Information Theory (ISIT
影响因子：
0
作者：
Devroye, N.;Mohammadi, N.;Mulgund, A.;Naik, H.;Shekhar, R.;Turan, Gy.;Wei, Y.;Zefran, M.
通讯作者：
Zefran, M.