Type-based multiple access (TBMA) is a semantics-aware multiple access protocol for remote inference. In TBMA, codewords are reused across transmitting sensors, with each codeword being assigned to a different observation value. Existing TBMA protocols are based on fixed shared codebooks and on conventional maximum-likelihood or Bayesian decoders, which require knowledge of the distributions of observations and channels. In this letter, we propose a novel design principle for TBMA based on the information bottleneck (IB). In the proposed IB-TBMA protocol, the shared codebook is jointly optimized with a decoder based on artificial neural networks (ANNs), so as to adapt to source, observations, and channel statistics based on data only. We also introduce the Compressed IB-TBMA (CB-TBMA) protocol, which improves IB-TBMA by enabling a reduction in the number of codewords via an IB-inspired clustering phase. Numerical results demonstrate the importance of a joint design of codebook and neural decoder, and validate the benefits of codebook compression.


翻译:以类型为基础的多重存取(TBMA)是远程推断的语义识别多重存取协议(TBMA) 。在TBMA中,对传输传感器的编码重新使用,每个编码被分配到不同的观测价值。现有的TBMA协议基于固定共享代码和传统最大相似性或巴伊西亚解码器,这要求了解观测和频道的分布。在本信中,我们根据信息瓶颈(IB-TBMA)提出TBMA的新设计原则。在拟议的IB-TMA协议中,共享代码手册与基于人工神经网络的解码器共同优化,以便适应仅基于数据的源、观测和频道统计数据。我们还引入了压缩 IB-TBMA(C-TBMA)协议,通过IB-启发型集成阶段减少代码数,从而改进IB-TMA。Numericalal 结果表明联合设计代码簿和神经解码器的重要性,并验证代码压缩的好处。

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