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Migliore protezione dei dati per le comunicazioni brevi

Gli schemi di protezione dei dati sono stati ottimizzati per le trasmissioni lunghe. Poiché al giorno d’oggi la comunicazione si basa sempre di più su brevi raffiche di dati, i ricercatori dell’UE hanno lavorato per migliorare i metodi di conservazione dell’integrità delle informazioni in relazione a tali casi.
Migliore protezione dei dati per le comunicazioni brevi
La recente tendenza di comunicare in brevi raffiche di dati ha minato alcune ipotesi in quanto ad analisi teorica. Gli strumenti matematici validi per le durate di trasmissione molto lunghe, come per esempio l’analisi asintotica implicita nella teoria delle grandi deviazioni, devono essere sostituiti da metodi validi per lunghezze di trasmissione finite.

Il progetto MDITWACM (Mismatched decoding in information theory with applications to channel modelling) si è focalizzato sullo sviluppo di nuovi metodi e strumenti che affrontano la sfida inerente a decodifiche non corrispondenti con lunghezze di trasmissione arbitrarie.

L’insieme di vincoli di costo di Gallager è stato generalizzato per includere costi ausiliari multipli. Tale insieme serve come alternativa ai codici con composizione costante per migliorare le prestazioni delle variabili causali di codifica indipendenti e identicamente distribuite (i.i.d.). Oggi, una nuova e semplice rinormalizzazione a energia fissa riduce l’errore di modulazione codificata e di modulazione codificata con interleaving di bit (BICM) su canali con rumore additivo gaussiano bianco. Inoltre, gli insiemi relativi ai vincoli di costo di Gallager generalizzati sono stati rilevanti per la codifica congiunta sorgente-canale nell’analisi degli esponenti censurati.

Il team ha proposto e studiato uno schema di codifica sorgente-canale multi-classe quasi privo di perdite. In questo modo, i messaggi di origine sono assegnati a classi diverse e codificati con un codice di canale che dipende dall’indice di classe. Sono state ricavate due caratterizzazioni alternative esatte della probabilità di errore minimo in relazione alla verifica di ipotesi bayesiana M-ary.

Quando viene applicata a un canale con accesso multiplo discreto privo di memoria non adattato, un’estensione dei limiti nell’insieme dei vincoli di costo di Gallager produce esponenti di errore ristretti rispetto alla media di insieme, e positivi all’interno della regione relativa al tasso raggiungibile di Lapidoth. Nell’impostazione con decodifica non adattata per singolo utente, simili tecniche di analisi sono state applicate a due tipi di codifica con sovrapposizione. Tale metodo di sovrapposizione è stato utilizzato per il problema della decodifica non adattata per canali discreti privi di memoria con input binario.

Un promettente miglioramento relativo alla teoria delle grandi deviazioni riguarda l’approssimazione di Laplace, o approssimazione saddlepoint, la quale ha dimostrato la sua efficacia per numerose applicazioni in fisica. Il progetto ha dimostrato miglioramenti significativi in fatto di comuni stime delle probabilità di errore prive di ulteriori costi computazionali, con implicazioni significative per la tecnologia dell’informazione e delle comunicazioni.

Informazioni correlate

Keywords

Protezione dei dati, integrità dei dati, decodifica non corrispondente, i.i.d., Rumore gaussiano, regione di Lapidoth raggiungibile, codifica per sovrapposizione, Laplace, approssimazione saddlepoint