基于拓扑数据分析的错误检测用于结合增量知识型 HARQ 的语义图像传输
系统与控制
2024-03-26 v2 系统与控制
摘要
语义通信（SemCom）旨在通过仅保证语义准确性，在低通信消耗下实现高保真信息传递。然而，语义通信仍然会受到不可预测的信道波动影响，因此开发重传机制（例如，混合自动重传请求 [HARQ]）不可或缺。在这方面，增量知识型 HARQ（IK-HARQ）被认为是一种更有效的机制，它不丢弃先前传输的信息，而是能充分利用信息语义。但是，考虑到图像传输中可能存在语义歧义，简单的比特级循环冗余校验（CRC）可能会损害 IK-HARQ 的性能。因此，迫切需要革新 CRC 机制，以同时收获 SemCom 和 HARQ 的益处。在本文中，我们基于 Swin Transformer 的联合信源信道编码（JSCC）和 IK-HARQ，提出了一种语义图像传输框架 SC-TDA-HARQ。特别地，与传统 CRC 不同，我们引入了一种基于拓扑数据分析（TDA）的错误检测方法，该方法能够挖掘图像内在的拓扑和几何信息，从而捕获语义信息并判断重传的必要性。大量的数值结果验证了所提出的 SC-TDA-HARQ 框架的有效性和效率，尤其是在有限带宽条件下，并证明了基于 TDA 的错误检测方法在图像传输中的优越性。
引用
@article{arxiv.2403.11542,
title = {Topology Data Analysis-based Error Detection for Semantic Image Transmission with Incremental Knowledge-based HARQ},
author = {Fei Ni and Rongpeng Li and Zhifeng Zhao and Honggang Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.11542},
year = {2024}
}