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构信息源的问题,目的是实施行动。一台设备监视一个 $N$ 状态的 Markov 过程,并通过无线擦除信道向接收器发送状态更新。我们考虑一组联合抽样和传输策略,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。具体来说,我们调查实时重构误差及其方差、连续误差、内存误差成本和执行误差成本。此外,我们提出了一个随机稳态抽样和传输策略,并为所有上述指标导出了闭合形式表达式。然后,我们制定了一个优化问题,以最小化实时重构误差,同时满足抽样成本约束。我们的结果显示,在受限抽样生成方案中,最优随机稳态策略在源快速演化时优于所有其他抽样策略。否则,语义感知策略表现得最好。

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