Fixed-rate transmission of correlated analog sources over fading multiple-access channels: performance bounds and code design
Notice bibliographique
Résumé
Reliable and efficient communication of analog observations over a fading multiple access channel (MAC) is important in wireless sensor networks. A sensor network can be well modelled by a set of correlated Gaussian sources communicating to a common receiver over a fading Gaussian MAC (GMAC). It is known that traditional separate source-channel (SSC) coding is sub-optimal when channel state information (CSI) is not available to the transmitters. For this case, neither the optimum performance theoretical achievable (OPTA) nor any practical coding schemes that can outperform traditional coding, remain known. This thesis investigates the minimum mean square error (MMSE) of communicating a pair of Gaussian sources over a bandwidth-matched GMAC with block Rayleigh fading (BF-GMAC) in the absence of transmitter CSI. We derive several upper-bounds to the MMSE as a function of transmitter powers, channel signal-to-noise ratio (CSNR), and the correlation coefficient of the two sources. To derive nontrivial upper bounds which improve on those of SSC coding and uncoded transmission, we incorporate ideas from joint source-channel coding and hybrid digital–analog (HDA) coding to construct coding schemes for which the achievable MMSE can be determined. One main contribution is two new MMSE upper bounds, which appear to be the best known characterizations of the OPTA to date. These bounds (JSC-VQ and HDA-JSC-VQ bounds) are derived by considering a transmission scheme where optimally vector quantized Gaussian sources are directly transmitted in analog form over the BF-GMAC. A comparison of these bounds with the MMSE bound for traditional SSC coding shows a gap that grows with source correlation and CSNR. Although there exists a gap even when the sources are uncorrelated, this gap is relatively small. It is shown that, for highly correlated sources and low average CSNR, uncoded transmission can achieve performance approaching the HDA-JSC-VQ bound. The difficulty of designing a practical coding scheme based on JSC-VQ scheme is the requirement of infinite-dimensional vector quantizers (VQ) for each Gaussian source and the joint detection of long codewords at the receiver. We present a practical coding method constructed by replacing the VQs by trellis coded quantizers (TCQ), which can perform close to the JSC-VQ bound.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,003 | 0,017 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,002 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».