数字语义通信：一种带掩码攻击的交替多相训练策略
信号处理
2024-08-12 v1
摘要
语义通信 (SemComm) 已成为新的范式转变。目前大多数SemComm系统以模拟方式传输连续分布信号。然而，模拟范式不适用于当前的数字通信框架。在本文中，我们提出了一种交替多相训练策略 (AMP)，以启用通过非可微分数字过程对编码器和解码器网络进行联合训练。AMP包含三个训练阶段，分别旨于实现特征提取 (FE)、鲁棒性增强 (RE) 和训练-测试对齐 (TTA)。在FE阶段，我们以端到端方式对编码器和解码器进行模拟训练，以学习语义信息的表示能力。当考虑数字通信时，数字与模拟之间的域迁移需要对编码器和解码器进行微调。为应对非可微分数字过程中的联合训练，我们提出在RE阶段交替更新解码器和联合训练编解码器。为进一步提升鲁棒性，我们在RE中研究一种掩码攻击 (MATK)，以可微方式模拟明显且严重的位翻转效果。为解决MATK引入的训练-测试不一致性，我们采用额外的TTA阶段，在不使用MATK的情况下对解码器进行微调。结合AMP和信息恢复网络，我们提出了一个用于图像传输的数字SemComm系统，命名为AMP-SC。与代表性基准相比，AMP-SC在各种代表性数据集上实现了0.82~1.65 dB的平均重建性能提升，适用于不同规模和宽范围的信噪比。
引用
@article{arxiv.2408.04972,
title = {Digital Semantic Communications: An Alternating Multi-Phase Training Strategy with Mask Attack},
author = {Mingze Gong and Shuoyao Wang and Suzhi Bi and Yuan Wu and Liping Qian},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.04972},
year = {2024}
}