面向目标导向语义通信的通信价值：帕累托分析

新兴的网络-物理系统在严格的通信约束下，难以可靠地传输其大规模的机器类型数据流。由于原始测量常包含相关或冗余成分，有效运行不在于传输所有可用数据，而在于选择有助于实现系统目标的信息。超越准确度，目标导向语义通信评估信息的价值，旨在生成并传输恰当时机下唯一相关的内容。为了洞察这一视角下的通信价值，本文研究了通过远程估计马尔可夫源的标准化设置，其中价值-信息度量量化了信息的相关性。我们考察了在可用通信预算变化下的最优估计性能如何变化，并确定额外通信所能带来的边际性能提升。我们的做法基于帕累托分析，描述实现估计性能与通信成本之间最优权衡的完整政策集合。通信价值定义为该帕累托前沿的绝对斜率。虽然计算该前沿并不容易，但我们展示在本设置下它具有显著可处理的结构：其斜率严格递减、凸、分段线性，且斜率由有限常量集合控制。此外，每一帕累托最优运行点都可实现为两个平稳确定性政策的凸组合，从而实现实际部署。凭借这些结构性洞见，我们引入了 SPLIT，一种高效且可证明最优的算法，用于构建完整的帕累托前沿。