LDPC陪集码的可区分性及其在语义通信中的应用

【摘  要】经典通信的目标是可靠传输信息符号,其很少利用语义信息。提出了一种在低时延的情况下,利用数据信息之间的语义关联性来获得经典译码性能增益的传输方案。基于低密度奇偶校验陪集码的可区分性,所提方案利用便车码来传输语义信息关联标识。若接收端判断信息存在语义关联,则根据预设的语义关联度进行迭代译码。仿真结果表明,语义信息能够为经典信道编码带来增益。

【关键词】经典通信;语义信息;低密度奇偶校验陪集码;便车码;语义关联 

0   引言

1948年,Shannon发表了“数学的通信理论”[1],奠定了信息论的基础。六十多年来,在信息论的指导下,数字技术已经遍布社会生活的方方面面。特别地,移动通信已经从第一代模拟通信发展到现在逐步商用的第五代移动通信,并向着第六代通信发展[2]。经典的信息论提出了著名的信道编码定理:离散无记忆信道有一个信道容量,只要信息传输速率不大于这一容量,就一定存在一种编译码方式以任意低的错误概率传输信息。在信道编码定理的指导下,研究者们提出诸如Turbo码[3]、低密度奇偶校验(LDPC, Low-Density Parity-Check)码[4]和极化(Polar)码[5]等,目前已经基本达到Shannon提出的理论极限。因此,需要新的方式来突破这一瓶颈。在华为公司提出的后香农时代的十大挑战问题中,其中之一就是要建立探索语义信息论体系从而超越经典香农信息论[6]。

事实上,早在1949年Shannon和Weaver就提到了语义通信[7]。他们将通信分为三个层次:符号的通信、语义交换和语用交换。区别于经典通信中关注的是符号的无差错传输,语义通信则

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