We consider the problem of distributed inference where agents in a network observe a stream of private signals generated by an unknown state, and aim to uniquely identify this state from a finite set of hypotheses. We focus on scenarios where communication between agents is costly, and takes place over channels with finite bandwidth. To reduce the frequency of communication, we develop a novel event-triggered distributed learning rule that is based on the principle of diffusing low beliefs on each false hypothesis. Building on this principle, we design a trigger condition under which an agent broadcasts only those components of its belief vector that have adequate innovation, to only those neighbors that require such information. We prove that our rule guarantees convergence to the true state exponentially fast almost surely despite sparse communication, and that it has the potential to significantly reduce information flow from uninformative agents to informative agents. Next, to deal with finite-precision communication channels, we propose a distributed learning rule that leverages the idea of adaptive quantization. We show that by sequentially refining the range of the quantizers, every agent can learn the truth exponentially fast almost surely, while using just $1$ bit to encode its belief on each hypothesis. For both our proposed algorithms, we rigorously characterize the trade-offs between communication-efficiency and the learning rate.


翻译:我们考虑了分布式推断的问题,即网络中的代理人员观察了由未知状态产生的一串私人信号,目的是从一组有限的假设中以独特的方式识别这一状态。我们侧重于代理人员之间通信费用昂贵的情景,并且通过带宽带宽的渠道进行交流。为了降低通信频率,我们制定了一个新的事件触发分布式的学习规则,该规则以在每一个假假设中传播低信仰的原则为基础。基于这一原则,我们设计了一个触发条件,根据这一条件,一个代理人员只广播其信仰矢量中具有充分创新的成分,而只有那些需要这些信息的邻居。我们证明,我们的规则保证了尽管通信少,但快速地几乎肯定地保证了与真实状态的融合。我们证明,我们的规则有可能大大减少信息流动,从不提供信息的代理人员到信息代理。接下来,我们提出了一个基于在每种虚假假设上传播低信仰的分散式学习规则,从而利用适应性四分化概念的概念。我们表明,通过按顺序改进裁量器的范围,每个代理人员可以快速地了解真相,几乎肯定地了解真相,同时仅用1美元点来记录其对每种假设的精确度。

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