语义信道编译码器模糊匹配场景下的发端设计

【摘  要】从香农经典信息论到语义通信,信息传递模式由“比特传输”逐渐向“语义传输”转变。传统通信中,码本作为编译码器的共同语言,可以保证通信的无歧义传输。然而,语义编译码器可能无法实现精准匹配,进而导致无法利用经典信息论来解决语义通信问题。首先,提出了语义信道编译码器模糊匹配时的通信系统,其中语义信道译码器固定,只能通过单方面设计语义信道编码方式来降低语义信息被错误接收的概率。然后,特别考虑了一个简单的语义通信系统,其中语义信道为一个语义对称信道。受语义译码器的性能约束,语义编码器只能通过重复发送语义符号来降低语义信息被错误译码的概率。最后,给出语义信息的平均译码错误概率与传输次数之间的关系。

【关键词】语义通信;语义信道编译码;错误传输概率;信息传输速率

 0  引言

随着5G商用的规模化和现代通信技术的快速发展,目前已经进入了6G关键技术的研发阶段,各类新兴技术纷至沓来[1],旨在突破通信技术的瓶颈以满足6G时代的愿景需求。万物互联作为6G时代的一个重要特征,要求人与人、人与物以及物与物之间的高效泛在智联[2-3]。万物互联势必会带来更多复杂的通信场景,不同的通信场景之下各类需求也不尽相同[4],进而对通信技术提出了更高的要求。传统信息论已经无法给予未来通信足够的基础理论支撑[5]。语义通信作为香农信息论的补充,已经引起了极大关注,并被认为将在6G等通信场景中发挥重要作用[6-8]。

传统通信中,语法层中的编译码器通过使用相同码本来保证信息的准确传输。然而语义层中,通信双方可能无法使用相同码本,进而导致对相同信息产生不同的理解[9]。正如“一千个读者就有一千个哈姆雷

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