基于聯(lián)邦學(xué)習(xí)的多用戶語義通信系統(tǒng)部署方法

涂勇峰 陳 文

（上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院，上海 200240）

1 引言

語義通信是一種有發(fā)展?jié)摿Φ男滦屯ㄐ偶夹g(shù)，迎合了新一代智能通信的需求。語義通信為6G 移動通信的高頻譜效率與高可靠傳輸提供了新型解決思路［1］。傳統(tǒng)通信將信源編碼成一系列無意義的比特符號進行傳輸，而忽略了信源中包含的豐富語義信息。語義通信的核心思想是利用信源中所蘊含的語義信息進行編碼，從而減少傳輸所需的數(shù)據(jù)［2］。在語義通信的研究中，語義特征的表示與提取是語義通信的關(guān)鍵，也是語義通信系統(tǒng)實現(xiàn)的難點，尋求可用的特征提取方式成為語義通信發(fā)展中亟待解決的問題。近年來，深度學(xué)習(xí)技術(shù)取得了較大的進步，新興的深度學(xué)習(xí)算法使語義的表示成為可能，同時為語義信息提取提供了新的思路。特別是多種有效的深度學(xué)習(xí)模型［3-5］的提出，為解決特征提取問題提供了有效方法。

目前，語義通信系統(tǒng)的實現(xiàn)主要依賴于深度學(xué)習(xí)技術(shù)，通過訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)模型的方式得到恰當(dāng)?shù)木幗獯a方案。在語義通信系統(tǒng)的傳輸過程中，原始數(shù)據(jù)在發(fā)送端進行編碼，經(jīng)過信道傳輸后由接收端進行解碼恢復(fù)。將以上過程以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的形式進行建模，從而構(gòu)建從發(fā)送端到接收端的通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，即端到端的通信系統(tǒng)。在這樣的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，能夠以數(shù)據(jù)傳輸前后的誤差為基準(zhǔn)進行網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，從而得到語義編解碼的具體參數(shù)。目前，已有部分工作將基于深度學(xué)習(xí)的語義信息提取方式與通信場景相結(jié)合，實現(xiàn)了語義通信的端到端神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。……