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Two-way function computation = 양방향 컴퓨팅 시스템에서 인터렉션의 역할
서명 / 저자 Two-way function computation = 양방향 컴퓨팅 시스템에서 인터렉션의 역할 / Sei Yun Shin.
저자명 Shin, Sei Yun ; 신세윤
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2015].
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8027649

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MEE 15053

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초록정보

We explore the role of interaction for the problem of reliable computation over the full-duplex bidirectional (or two-way) multicast networks. There are both forward and backward-message computation demands and each node intends to compute a function of the raw messages generated from other nodes. Specifically, we consider a four-node Avestimehr-Diggavi-Tse (ADT) deterministic network which well captures key properties of wireless Gaussian networks. The two nodes in one side intend to compute a modulo-2 sum of two independent Bernoulli sources generated from the two nodes in the other side. Also, the two nodes that generated the messages wish to compute a modulo-2 sum of two additional independent Bernoulli sources generated from the other two nodes that computed the function. Depending on the type of interactions, we consider three different scenarios: Noninteractive scenario in which the encoders at both sides do not cooperate, weak-interactive scenario in which the encoders at both sides partially cooperate, and strong-interactive scenario in which the encoders at both sides fully cooperate. For the first two scenarios, we develop achievable schemes and derive matching upper bounds, thereby characterizing the capacity region. As a consequence of these results, we show that weak-interaction can provide a significant gain for computation, as in classical communication settings. Inspired by the ideas developed in the first two scenarios, we extend these to a more general scenario (strong-interactive scenario), from which we propose a new achievable rate region and derive outer bounds. As a result, we show that strong-interactive computation gives an arbitrarily large gain, compared with those in the first two scenarios. Our achievability proofs for the three scenarios build upon a network decomposition framework developed in our earlier work.

본 논문에서는 양방향 컴퓨팅 시스템에서 인터렉션의 역할에 대해 살펴보았다. 가우시안 모델의 특징을 잘 나타내는 Avestimehr-Diggavi-Tse (ADT) 모델하에서 각 노드들은 다른 노드들로부터 오는 메세지들의 함수를 원하는 상황을 고려하였다. 한쪽 단에 위치한 두개의 노드들은 다른쪽 단에 위치한 두개의 노드들로부터 생성되는 메세지들의 modulo-2 sum 함수 계산을 원하는 상황이며, 메세지들을 생성했던 두 노드들 또한 다른쪽 단의 modulo-2 sum 함수를 계산하길 원하는 상황이다. 이러한 세팅하에서 인터렉션의 정도에 따라 세가지 시나리오를 고려하였다. 노드들간의 인터렉션이 없는 non-interactive scenario, 노드들간의 인터랙션이 제한적인 형태로 이루어지는 weak-interactive scenario, 그리고 노드들간의 인터렉션의 제한이 없는 strong-interactive scneario. 처음 두 시나리오에 대해서는 achievable scheme들과 matching upper bouds들을 보여 capacity region을 정립하였다. 이를 통해 우리는 컴퓨팅 상황에서 weak-interaction이 통신용량을 증대시킨다는 것을 알 수 있었다. 처음 두 시나리오를 바탕으로 우리는 인터렉션의 형태가 보다 일반적인 strong-interactive scenario로 상황을 확장하여 새로운 achievable rate region과 outer bound들을 보였다. 그 결과, 컴퓨팅 상황에서 마지막 시나리오를 고려하였을때인 인터렉션의 정도가 가장 강할때, 처음 두 시나리오하에서보다 통신용량이 증대되는 것을 보일 수 있었다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {MEE 15053
형태사항 57 p. : 삽도 ; 30 cm
언어 영어
일반주기 저자명의 한글표기 : 신세윤
지도교수의 영문표기 : Chang Ho Suh
지도교수의 한글표기 : 서창호
Including Appendix
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 전기및전자공학과,
서지주기 References : p.
주제 Computation capacity
interaction
interaction gain
network decomposition
컴퓨테이션 캐패시티
인터렉션
인터렉션 게인
네트웍 디컴포지션
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