ポアソン過程に従ってシンボルを出力する情報源に対する実時間基準最適符号の構成

根据泊松过程构建输出符号的信息源的实时参考最优代码

基本信息

批准号：
18760267
负责人：
西新幹彦
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Shinshu University (2007)The University of Electro-Communications (2006)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、ポアソン過程にしたがってシンボルを出力する情報源に対して、実時間基準のもとで最適な符号の構成方法を与えることである。具体的には、伝送レート、ポアソン過程のレート、出力されるシンボルの分布などのパラメータが与えられたもとで、誤り確率を最小にするような符号を構成する。本年度は次のような成果が得られた。エントロピー符号化として代表的な算術符号に注目し、ポアソン過程にしたがってシンボルを出力する情報源に対する算術符号の遅延特性について調べた。符号器と復号器の間には一定レ一トで符号語シンボルを送信するバッファを設けた。システム全体の遅延は、算術符号による遅延とバッファによる遅延に分けられる。ポアソン過程のレートを小さくすると算術符号による遅延が大きくなり、ポアソン過程のレートを大きくするとバッファによる遅延が大きくなる。このことからポアソン過程のレートには遅延を最小にする点が存在することがわかり、実験によりその値を明らかにした。また、システム全体の遅延と算術符号による遅延の分布を計測し、さらに、直接計測することの難しいバッファによる遅延の分布をフーリエ解析によって明らかにした。その結果、バッファによる遅延はきわめて小さい分散を持つことがわかった。ポアソン過程と連続時間マルコフ連鎖を含み、有限の状態空間を任意の分布に従って滞在しながら遷移する情報源のクラスを考え、このクラスにおいて任意の符号に対する喪失確率と通信路利用率が一致するための必要十分条件が、各状態への滞在時間が指数分布に従うことであることを示した。また、各状態への滞在時間が指数分布に従うと仮定したもとで、喪失確率の最小値も求めた。さらに、ひとつの符号を各状態で共有して符号化する場合の喪失確率の最小値も求めた。

这项研究的目的是基于根据Poisson流程输出符号的信息源提供最佳代码配置方法。具体而言，将代码配置为最小化给定参数的错误概率，例如传输速率，泊松过程的速率和输出符号的分布。今年，取得了以下结果：我们专注于典型的算术代码作为熵编码，并研究了根据Poisson过程输出符号的信息源的算术代码的延迟特性。编码器和解码器之间提供缓冲区，以恒定速率传输密码字符号。由于算术代码和延迟，由于缓冲区的算术代码和延迟，总体系统延迟分为延迟。降低泊松过程的速率会增加算术代码引起的延迟，而较高的泊松过程增加了由缓冲液引起的延迟。这表明有一点可以最大程度地减少泊松过程的延迟，并且实验揭示了该值。此外，测量了整个系统延迟的分布以及由于算术代码而引起的延迟，并通过傅立叶分析揭示了由于难以直接测量的缓冲区引起的延迟分布。结果表明，由于缓冲液引起的延迟的差异很小。我们考虑一类信息源，包括泊松过程和连续时间马尔可夫链，马尔可夫链在有限的状态空间中过渡，同时保持任意分布，并表明，任何代码的损失概率的必要条件与该类别的通道利用率匹配该类别的通道利用率是每个州在每个州所花费的时间均遵循指数分配的时间。此外，假设每个状态的停留时间均遵循指数分布，还确定了损失概率的最小值。此外，还确定了通过在每个状态共享一个代码来编码时的最小损耗概率值。