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Collaborative Learning for Task-Oriented Semantic Communications: Overcoming Data Mismatch Between Transceivers

delete2025-01-01
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OA
AI
Y
Yanhu Wang
R
Ruidong Li
C
Changhong Wang
J
Jia Ye
C
Chenyuan Feng
S
Shuaishuai Guo
DOI:10.1109/OJCOMS.2025.3586462delete
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摘要

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En 中文
面向任务的任务语义通信(ToSC)通过利用任务特定的数据表示和端到端学习来提高效率和性能,这些表示比传统的重建导向方法更紧凑且有效。然而,当前的基于深度学习(DL)的ToSC方案严重依赖经验数据,假设源和目的收发器都使用相同的经验数据进行训练。在实际场景中,传输数据的分布可能与目的地的经验数据分布存在显著差异。这种差异可能导致目的地无法准确解释接收到的语义信息,从而影响任务性能。为解决这一挑战,我们提出了一个基于收发器协作学习的语义通信(TCLSC)框架。该框架通过收发器利用其本地数据集协作训练语义编码器和解码器,并定期共享语义编码器和解码器的参数。为减少协作学习带来的通信开销,我们创新性地采用模型更新量化机制。随后,我们分析了TCLSC的收敛性,并提出了一种自适应方案来确定收发器协作学习的频率。此外,考虑到收发器A可能同时与数据不匹配的收发器B和数据匹配的收发器C进行通信,我们基于提示学习提出了个性化TCLSC(P-TCLSC)框架。这种方法旨在解决数据不匹配问题,同时保留每个收发器的个性化特性。大量实验表明,与基线方法相比,所提出的方法更擅长解决源和目的地之间的数据不匹配问题,从而确保通信性能的鲁棒性。
Keyword:
Task-oriented semantic communications
transceiver cooperative learning
data discrepancy
model quantization
prompt learning

期刊

I
IEEE Open Journal of the Industrial Electronics Society
IF:
4.3
论文数:
1.7K
被引数:
991

机构

C
Chongqing University
学者数:
5.1W
论文数: 4.1W
被引数: 6.0W
S
shandong university
学者数:
9.5W
论文数: 6.4W
被引数: 94
D
department of communication system
学者数:
1
论文数: 1
被引数: 0
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