In this work, we study the problem of real-time tracking and reconstruction of an information source with the purpose of actuation. A device monitors an $N$-state Markov process and transmits status updates to a receiver over a wireless erasure channel. We consider a set of joint sampling and transmission policies, including a semantics-aware one, and we study their performance with respect to relevant metrics. Specifically, we investigate the real-time reconstruction error and its variance, the consecutive error, the cost of memory error, and the cost of actuation error. Furthermore, we propose a randomized stationary sampling and transmission policy and derive closed-form expressions for all aforementioned metrics. We then formulate an optimization problem for minimizing the real-time reconstruction error subject to a sampling cost constraint. Our results show that in the scenario of constrained sampling generation, the optimal randomized stationary policy outperforms all other sampling policies when the source is rapidly evolving. Otherwise, the semantics-aware policy performs the best.


翻译:在这项工作中,我们研究了实时跟踪和重建信息源以进行激励的问题。一种设备监控一个$N$状态的马尔可夫过程,并通过无线擦除通道向接收器发送状态更新。我们考虑了一组共同的采样和传输策略,包括一个语义感知策略,并研究它们相对于相关指标的性能。具体而言,我们研究了实时重建误差及其方差,连续误差,内存误差和激励误差的成本。此外,我们提出了一个随机静态采样和传输策略,并针对所有上述指标推导出闭合式表达式。然后,我们制定了一个优化问题,以在采样成本约束条件下最小化实时重建误差。我们的结果表明,在采样生成受限的情况下,最佳随机静态策略在源快速演变时优于所有其他采样策略。否则,语义感知策略表现最好。

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