We consider the problem of estimating a continuous-time Gauss-Markov source process observed through a vector Gaussian channel with an adjustable channel gain matrix. For a given (generally time-varying) channel gain matrix, we provide formulas to compute (i) the mean-square estimation error attainable by the classical Kalman-Bucy filter, and (ii) the mutual information between the source process and its Kalman-Bucy estimate. We then formulate a novel "optimal channel gain control problem" where the objective is to control the channel gain matrix strategically to minimize the weighted sum of these two performance metrics. To develop insights into the optimal solution, we first consider the problem of controlling a time-varying channel gain over a finite time interval. A necessary optimality condition is derived based on Pontryagin's minimum principle. For a scalar system, we show that the optimal channel gain is a piece-wise constant signal with at most two switches. We also consider the problem of designing the optimal time-invariant gain to minimize the average cost over an infinite time horizon. A novel semidefinite programming (SDP) heuristic is proposed and the exactness of the solution is discussed.


翻译:我们考虑了通过矢量高斯-马尔科夫频道用可调整的频道增益矩阵观测到的连续时间高斯-马尔科夫源源进程的问题。对于给定的(一般时间变化的)频道增益矩阵,我们提供公式来计算(一)古典Kalman-Buscy过滤器所能达到的平方估计错误,和(二)源进程与Kalman-Bucy估计之间的相互信息。然后我们设计了一个新型的“最佳频道增益控制问题”,目的是从战略上控制频道增益矩阵,以最大限度地减少这两个性能计量的加权总和。为了对最佳解决方案进行深入了解,我们首先考虑在一定时间间隔内控制一个时间变化频道增益的问题。一个必要的最佳性条件根据Pontryagin的最低限度原则推导出。对于电路系统来说,我们显示最佳的频道增益是一个在最多两个开关上都具有零碎的恒定信号。我们还考虑了设计最佳时差增益问题,以便在无限的时间范围内最大限度地减少平均成本。我们先考虑如何设计一个新的半定式的解决方案。

0
下载
关闭预览

相关内容

《5G+智慧农业解决方案》22页PPT,三昇农业
专知会员服务
50+阅读 · 2022年3月23日
专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年9月7日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
171+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
91+阅读 · 2019年10月10日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
会议交流 | IJCKG: International Joint Conference on Knowledge Graphs
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月29日
【泡泡汇总】CVPR2019 SLAM Paperlist
泡泡机器人SLAM
14+阅读 · 2019年6月12日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
7+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月19日
Risk and optimal policies in bandit experiments
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月18日
Convergence of the Discrete Minimum Energy Path
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月15日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月14日
VIP会员
相关VIP内容
《5G+智慧农业解决方案》22页PPT,三昇农业
专知会员服务
50+阅读 · 2022年3月23日
专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年9月7日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
171+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
91+阅读 · 2019年10月10日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
会议交流 | IJCKG: International Joint Conference on Knowledge Graphs
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月29日
【泡泡汇总】CVPR2019 SLAM Paperlist
泡泡机器人SLAM
14+阅读 · 2019年6月12日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
国家自然科学基金
7+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员