論文の概要: Hypergame Theory for Decentralized Resource Allocation in Multi-user Semantic Communications

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.17985v2
• Date: Fri, 27 Sep 2024 02:08:56 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-09-30 12:04:48.074477
• Title: Hypergame Theory for Decentralized Resource Allocation in Multi-user Semantic Communications
• Title（参考訳）: マルチユーザセマンティック通信における分散資源割当のハイパーゲーム理論
• Authors: Christo Kurisummoottil Thomas, Walid Saad,
• Abstract要約: マルチユーザSCシステムにおける分散コンピューティングと通信資源割り当てのための新しいフレームワークを提案する。 通信資源と計算資源を効率的に割り当てることの課題は、Stackelbergハイパーゲーム理論の適用によって解決される。 シミュレーションの結果,提案したStackelbergハイパーゲームは通信資源と計算資源を効率的に利用することができることがわかった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 60.63472821600567
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Semantic communications (SC) is an emerging communication paradigm in which wireless devices can send only relevant information from a source of data while relying on computing resources to regenerate missing data points. However, the design of a multi-user SC system becomes more challenging because of the computing and communication overhead required for coordination. Existing solutions for learning the semantic language and performing resource allocation often fail to capture the computing and communication tradeoffs involved in multiuser SC. To address this gap, a novel framework for decentralized computing and communication resource allocation in multiuser SC systems is proposed. The challenge of efficiently allocating communication and computing resources (for reasoning) in a decentralized manner to maximize the quality of task experience for the end users is addressed through the application of Stackelberg hyper game theory. Leveraging the concept of second-level hyper games, novel analytical formulations are developed to model misperceptions of the users about each other's communication and control strategies. Further, equilibrium analysis of the learned resource allocation protocols examines the convergence of the computing and communication strategies to a local Stackelberg equilibria, considering misperceptions. Simulation results show that the proposed Stackelberg hyper game results in efficient usage of communication and computing resources while maintaining a high quality of experience for the users compared to state-of-the-art that does not account for the misperceptions.
• Abstract（参考訳）: セマンティック・コミュニケーション(セマンティック・コミュニケーション、Semantic Communication、SC)は、無線デバイスがデータソースからのみ関連情報を送信し、コンピュータリソースに依存して欠落したデータポイントを再生する、新たな通信パラダイムである。 しかし,協調に必要となる計算と通信のオーバーヘッドのため,マルチユーザSCシステムの設計はより困難になる。 セマンティック言語を学習し、リソース割り当てを行う既存のソリューションは、マルチユーザSCに関わる計算と通信のトレードオフを捉えるのに失敗することが多い。 このギャップに対処するために,マルチユーザSCシステムにおける分散コンピューティングと通信資源割り当てのための新しいフレームワークを提案する。 エンドユーザのタスクエクスペリエンスの質を最大化するために、分散的にコミュニケーションとコンピューティングリソース(推論のための)を効率的に割り当てるという課題は、Stackelbergのハイパーゲーム理論の適用によって解決される。 第2レベルのハイパーゲームの概念を活用することで、ユーザ同士のコミュニケーションや制御戦略に関する誤解をモデル化する新たな分析式が開発されている。 さらに、学習した資源割り当てプロトコルの平衡解析は、誤認識を考慮して、ローカルなスタックルバーグ均衡への計算と通信戦略の収束を検証している。 シミュレーションの結果,提案したStackelbergハイパーゲームは,ユーザにとって高い品質のエクスペリエンスを維持しつつ,コミュニケーションや計算資源を効率的に活用することを示す。

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