本發(fā)明涉及信源信道聯(lián)合編碼，尤其適用于無速率編碼語義通信傳輸方法。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)代自然語言處理等人工智能技術(shù)的發(fā)展和物理算力的提升為語義通信的研究提供了基礎(chǔ)與可能。語義通信研究中的常用技術(shù)即djscc，即深度信源信道聯(lián)合編碼（deepjoint?source?channel?coding）方法，是信源信道聯(lián)合編碼（joint?source?channelcoding,?jscc）與深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法的結(jié)合。其能夠以最大化傳輸速率與準(zhǔn)確率為目標(biāo)對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，從復(fù)雜數(shù)據(jù)中提取出更高級的特征，學(xué)習(xí)大量數(shù)據(jù)中的深層模式與規(guī)律。

2、現(xiàn)有公開文獻(xiàn)中，xie等人于《ieee?transactions?on?signal?processing》2021年第69卷發(fā)表題目為“deep?learning?enabled?semantic?communication?systems”的文章，基于transformer架構(gòu)提出了一種端到端djscc通信系統(tǒng)deepsc，其可以進(jìn)行文本的傳輸。該模型的損失函數(shù)設(shè)計過程中將互信息考慮在內(nèi)，進(jìn)而有效提升了數(shù)據(jù)傳輸速率，而且其相較于傳統(tǒng)通信方法能夠在低信噪比情況下具備更高的語義傳輸準(zhǔn)確性。deepsc整體的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型架構(gòu)如附圖2所示。但基于deepsc架構(gòu)的djscc技術(shù)輸出的信息維度固定，當(dāng)部分信息維度遭到干擾時會導(dǎo)致整體性能下降，進(jìn)而造成頻譜資源的損失。

3、為了提升deepsc架構(gòu)的信道環(huán)境適應(yīng)性，zhou等人于《ieee?open?journal?ofthe?communications?society》2022年第3卷，發(fā)表題目為“adaptive?bitrate?control?insemantic?communication?with?incremental?knowledge-based?harq”的文章，提出了一種碼率可自調(diào)節(jié)以適應(yīng)信道狀況的語義通信系統(tǒng)，其可以通過訓(xùn)練深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來為當(dāng)前的信道狀況選擇合適的碼率以進(jìn)行語義編碼。然而此方案需要接收端將csi回傳給發(fā)射端來作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，并非真正意義的信道自適應(yīng)。信道自適應(yīng)機(jī)制應(yīng)當(dāng)無需信道的先驗狀態(tài)信息。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明目的在于提供一種無速率編碼語義通信傳輸方法，用于解決deepsc架構(gòu)下djscc技術(shù)無法自適應(yīng)信道環(huán)境，進(jìn)而在部分信息維度遭到干擾時會導(dǎo)致整體性能下降的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取下述技術(shù)方案：

3、本發(fā)明所述的無速率編碼語義通信傳輸方法，包括以下步驟：

4、s1，對deepsc語義通信模型編碼器輸出的向量x進(jìn)行量化；

5、s2，對量化后的向量q進(jìn)行l(wèi)t編碼，經(jīng)過二進(jìn)制擦除信道后在接收端進(jìn)行l(wèi)t解碼；

6、s3，將解碼后的向量解量化后輸入deepsc語義通信模型解碼器，實現(xiàn)無速率編碼語義通信。

7、優(yōu)選地，針對向量x的符號部分、整數(shù)部分和小數(shù)部分分別采用比特進(jìn)行量化。

8、優(yōu)選地，向量q采用比特級級聯(lián)或數(shù)據(jù)包級聯(lián)方式實現(xiàn)lt編解碼。

9、優(yōu)選地，所述比特級級聯(lián)方式將向量q展平，每個信源符號對應(yīng)向量q中1比特，得到lt編碼器的信源符號集合。

10、優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)包級聯(lián)方式將向量q展平，每個信源符號對應(yīng)向量x中一個元素量化所得的比特序列，得到lt編碼器的信源符號集合。

11、本發(fā)明的優(yōu)點在于將deepsc架構(gòu)與盧比變換（luby?transform,?lt）編解碼方案結(jié)合，實現(xiàn)djscc技術(shù)高速率傳輸?shù)耐瑫r，可以對不同信道條件實現(xiàn)無需信道先驗狀態(tài)信息的完全自適應(yīng)性，有效提升了語義通信系統(tǒng)對不同信道的自適應(yīng)性和有損信道下語義信息傳輸?shù)挠行?。同時，本發(fā)明將機(jī)器翻譯領(lǐng)域內(nèi)的雙語評估替換分?jǐn)?shù)（bilingualevaluation?understudy?score,?bleu?score）引入語義通信，作為評價語義通信性能的指標(biāo)。

技術(shù)特征：

1.一種無速率編碼語義通信傳輸方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無速率編碼語義通信傳輸方法，其特征在于：針對向量x的符號部分、整數(shù)部分和小數(shù)部分分別采用比特進(jìn)行量化。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無速率編碼語義通信傳輸方法，其特征在于：向量q采用比特級級聯(lián)或數(shù)據(jù)包級聯(lián)方式實現(xiàn)lt編解碼。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無速率編碼語義通信傳輸方法，其特征在于：所述比特級級聯(lián)方式將向量q展平，每個信源符號對應(yīng)向量q中1比特，得到lt編碼器的信源符號集合。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無速率編碼語義通信傳輸方法，其特征在于：所述數(shù)據(jù)包級聯(lián)方式將向量q展平，每個信源符號對應(yīng)向量x中一個元素量化所得的比特序列，得到lt編碼器的信源符號集合。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種無速率編碼語義通信傳輸方法，將DeepSC架構(gòu)與盧比變換（Luby?Transform,LT）編解碼方案結(jié)合，實現(xiàn)DJSCC技術(shù)高速率傳輸?shù)耐瑫r，可以對不同信道條件實現(xiàn)無需信道先驗狀態(tài)信息的完全自適應(yīng)性，有效提升了語義通信系統(tǒng)對不同信道的自適應(yīng)性和有損信道下語義信息傳輸?shù)挠行浴Ｍ瑫r，本發(fā)明將機(jī)器翻譯領(lǐng)域內(nèi)的雙語評估替換分?jǐn)?shù)（Bilingual?Evaluation?Understudy?score,BLEU?score）引入語義通信，作為評價語義通信性能的指標(biāo)。

技術(shù)研發(fā)人員：胡雅靜,桑橋,畢盛楠,宋攀,呂書寧,曹清源,李曉亮,閆震,張果
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京電信規(guī)劃設(shè)計院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6