面向带宽受限场景的高效语义通信方法

作     者：刘伟 王孟洋 白宝明 LIU Wei;WANG Mengyang;BAI Baoming

作者机构：西安电子科技大学通信工程学院陕西西安710071 

基　　金：国家重点研发计划项目(2021YFA1000500) 陕西省重点研发计划项目(2022ZDLGY05-05) 

出 版 物：《西安电子科技大学学报》 (Journal of Xidian University)

年 卷 期：2024年第51卷第3期

页      码：9-18页

摘      要：语义通信为通信系统优化和性能提升提供了新的研究角度,然而,目前语义通信的研究忽略了通信开销的影响,未考虑语义通信性能和通信开销的关系,导致带宽资源受限时语义通信性能难以提升。为此,针对带宽受限场景,提出一种基于信息瓶颈的语义通信方法。首先,该方法采用Transformer模型进行语义和信道联合编解码,并设计特征选择模块以识别和删除冗余语义信息,构建了端到端语义通信模型;进而考虑语义通信性能与通信开销之间的折衷关系,基于信息瓶颈理论设计损失函数,在保证语义通信性能的同时,降低通信开销,完成语义通信模型的训练和优化。实验结果显示,在欧洲议会平行语料库上,与基线模型相比,所提方法在保证通信性能的同时可降低约20%~30%的通信开销,在相同带宽条件下该方法的BLEU分数可提升约5%。实验结果表明,所提方法可以有效降低语义通信开销,从而提升带宽资源受限场景下的语义通信性能。

主 题 词：语义通信 通信系统 深度学习 Transformer 特征选择模块 信息瓶颈理论 

学科分类：0710[理学-生物科学类] 07[理学] 08[工学] 070104[070104] 081101[081101] 0701[理学-数学类] 0811[工学-水利类] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.19665/j.issn1001-2400.20240203

馆 藏 号：203128729...