CN116938401A - 数据的传输方法和通信装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种数据的传输方法和通信装置。该方法包括第一装置获取数据,根据第一编码网络和第一数据码本确定该数据的索引,该第一编码网络用于编码该数据,该第一数据码本包括编码数据以及索引之间的对应关系,发送该数据的索引信息。采用本申请提供的数据的传输方法和通信装置可以降低传输数据的开销。
Description
技术领域
本申请涉及通信领域,并且,更具体地,涉及数据的传输方法和通信装置。
背景技术
随着物联网日渐成熟,终端设备的数量与日俱增,更多的连接、更低的时延使得数据流量也随之增加。另外,人工智能(artifical intelligence,AI)技术的蓬勃发展,对通信网络技术的演进产生重要的推动作用。在通信系统中引入AI技术,AI模型训练或模型推理过程中往往需要传输AI模型的参数、输入数据、输出数据等等。对应的,数据的传输开销也随之增加,如何降低传输数据的开销是目前需要考虑的问题。
发明内容
本申请提供一种数据的传输方法和通信装置,能够降低传输数据的开销。
第一方面,提供了一种数据的传输方法。该方法可以由第一装置执行,或配置在第一装置中的部件(如芯片或芯片系统等)执行,本申请对此不作限定。第一装置可以是终端设备或网络设备。该方法包括:第一装置获取数据,根据第一编码网络和第一数据码本确定该数据的索引,该第一编码网络用于编码该数据,该第一数据码本包括编码数据以及索引之间的对应关系,发送该数据的索引的信息。
基于上述方案,第一装置对数据进行了编码处理,并在第一数据码本中查找了编码数据对应的索引,编码数据可以理解为编码后的数据,在传输的过程中第一装置发送的是索引的信息,因此该方案可以降低传输数据的开销。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,数据的索引的信息包括:比特序列,该比特序列是对浮点序列进行处理得到的,浮点序列是根据第一信息保护网络对所述数据的索引进行处理得到。具体地,第一装置可以根据第一信息保护网络对该数据的索引进行处理得到浮点序列,进一步对该浮点序列处理得到比特序列,发送该比特序列。
基于上述方案,第一装置对数据的索引通过第一信息保护网络进行了处理,该处理过程可以是加冗余,可用于纠错,因此该方案可以提高传输数据的索引的准确性。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,数据的索引的信息包括:比特序列,该比特序列是基于第一信道码本和所述数据的索引确定的,第一信道码本包括所述数据的索引与所述比特序列之间的对应关系。具体地,第一装置可以基于第一信道码本确定该数据的索引对应的比特序列,发送该比特序列,该第一信道码本包括该数据的索引和比特序列之间的对应关系。
基于上述方案,第一信道码本中包括数据的索引和比特序列之间的对应关系,因此第一装置确定数据的索引之后,可直接查询第一信道码本找到该数据的索引对应的比特序列并将其发送,降低第一装置的处理复杂度,提高处理效率。可选的,其中,第一信道码本可以是基于信道噪声训练得到的,可以在一定程度避免信道对传输的干扰。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,第一装置获取该第一编码网络和该第一数据码本。
应理解,该第一编码网络和该第一数据码本可以是第一装置从本地训练获取的,也可以是第二装置训练好发送至第一装置的。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,第一装置获取该第一信息保护网络或该第一信道码本。
应理解,该第一信息保护网络或该第一信道码本可以是第一装置从本地训练获取的,也可以是第二装置训练好发送至第一装置的。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,该第一信息保护网络基于信道状态信息和训练数据的索引训练得到,该训练数据的索引基于第二编码网络和第二数据码本得到。
应理解,第二编码网络和第二数据码本可以是初始训练得到的,也可以是更新前的第一编码网络和第一数据码本,编码网络和数据码本在训练过程中,每训练一次会更新一次。也就是说第二编码网络和第二数据码本训练更新可得到第一编码网络和第一数据码本。训练数据输入第二编码网络后得到编码数据,查询第二数据码本可得到该编码数据对应的索引,基于编码数据对应的索引和信道状态信息训练第一信息保护网络,基于信道状态信息训练得到的第一信息保护网络能够更加适应真实信道情况。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,该第一信息保护网络基于信道状态信息、训练数据的索引以及损失函数训练得到,该损失函数与码字距离损失、信息重构损失和序列距离损失中的至少一项关联,该码字距离损失为第一浮点序列和第二浮点序列之间的距离损失,第一浮点序列为第一索引基于第二信息保护网络处理得到,第二浮点序列为第二索引基于该第二信息保护网络处理得到;该信息重构损失为该第二信息保护网络处理前的第三索引与根据第二信息恢复网络处理得到的第三索引之间的距离损失,第二信息恢复网络与第二信息保护网络对应;该序列距离损失为浮点序列和比特序列之间的距离损失,该浮点序列基于该第二信息保护网络处理得到,该比特序列为第二信道码本中包括的比特序列,第二信道码本为更新前的第一信道码本,第二信息保护网络为更新前的第一信息保护网络,第一索引、第二索引和第三索引基于第二编码网络和第二数据码本得到,第二编码网络为更新前的第一编码网络,第二数据码本为更新前的第一数据码本。
应理解,第二信息保护网络可以是训练更新前的第一信息保护网络,也就是说对第二信息保护网络训练更新后可以得到第一信息保护网络,第一索引和第二索引是不同的训练数据样本通过第二编码网络和第二数据码本处理得到的,第三索引可以是第一索引,也可以是第二索引,还可以是不同于第一索引和第二索引的其他索引,本申请对此不做限制。信息保护网络和信息恢复网络是一起训练的,在训练的过程中考虑损失函数可以提高信息的重构性能,并且可以使得网络的收敛更快,抗噪性更好。具体地,考虑信息重构损失可以减少索引和经过信道保护网络和信息恢复网络处理之后的该索引之间的误差(或距离),考虑序列距离损失可以减少索引经过信息保护网络处理得到的浮点序列与该索引在信道码本中最接近的比特序列之间的误差(或距离),考虑码字距离损失可以增加不同索引经过信道保护网络处理后得到的浮点序列之间的距离,以避免不同索引经过信道保护网络处理后得到相同或相近的浮点序列从而在信道码本中选择到相同的比特序列,可以提高网络的收敛性、抗噪性和性能。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,该第一编码网络和该第一数据码本基于训练数据、第一信道保护网络、信道状态信息、该第二编码网络以及该第二数据码本训练得到,该第一信道保护网络包括该第一信息保护网络、第一信道码本和第一信息恢复网络,该第一信息恢复网络和第一信息保护网络对应。
在该方案中,第一信道保护网络已经训练好,将第一信道保护网络的网络参数嵌套到第二数据任务网络中,通过训练数据和信道状态信息(可以是训练第二数据任务网络之前的信道状态信息,也可以是训练第二数据任务网络当前的信道状态信息,本申请对此不做限制)训练第二数据任务网络得到第一数据任务网络,第二数据任务网络包括第二编码网络、第二数据码本和第二任务执行网络,第一数据任务网络包括第一编码网络、第一数据码本和第一任务执行网络。
数据任务网络可以例如是数据重构网络,数据重构网络包括编码网络、数据码本和解码网络,数据重构网络可以将数据通过编码网络和数据码本处理为索引,解码网络可以理解为一种恢复数据的任务执行网络,可以将编码数据恢复为数据。当然,任务执行网络还可以是其他网络,例如,任务执行网络用于执行数据的识别、分类、分割、检测等任务,即第二装置接收到数据的索引信息后,可根据数据的索引信息确定数据的索引,并根据数据码本确定该索引对应的编码数据,该编码数据可输入任务执行网络执行识别、分类、分割、检测等任务。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,该第一数据码本中码字的长度和数量与编码数据的维度关联。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,该码字的数量与以下至少一项关联:数据任务网络的压缩率、第一装置的存储资源、该数据任务网络的性能。示例地,该数据为中间特征,该中间特征用于表征端到端网络(例如卷积神经网络)的网络层的输出,中间特征可以理解为端到端网络中任意网络层的输出,较低网络层输出的中间特征可以是较为细节的信息,包括纹理信息(纹理信息可以是对图片的一种描述信息,例如亮度信息,颜色信息、线条结构等),较高网络层输出的中间特征可以是较为宏观的信息,包括结构信息(例如轮廓信息)。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,该数据任务网络为第一数据重构网络,第一数据重构网络包括第一编码网络、第一数据码本和第一解码网络中的至少一项,该第一编码网络和该第一解码网络对应。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,第一装置发送第一解码网络参数和该第一数据码本信息,该第一解码网络参数确定的第一解码网络与该第一编码网络对应,第一数据码本信息用于确定第一数据码本。
基于上述方案,第一装置本地训练好了第一数据重构网络,将后续第二装置在数据的传输过程中所用到的网络参数发送至第二装置。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,第一装置发送第二解码网络参数和第二数据码本信息,该第二解码网络参数确定的第二解码网络用于训练得到第一解码网络,该第一解码网络与该第一编码网络对应,第二数据码本信息用于确定第二数据码本。
基于上述方案,若该第二解码网络参数可以确定的第二解码网络,以及第二数据码本信息可以确定的第二数据码本是第一装置初始训练得到的,则第二解码网络以及第二数据码本可以用于训练得到第一解码网络以及第一数据码本。若第二解码网络以及第二数据码本是中间编码网络和中间数据码本,则可以实时根据测试样本判断训练继续或终止,若根据测试样本判断中间编码网络和中间数据码本(即根据第二解码网络和第二数据码本循环训练的中间编码网络和中间数据码本,不一定满足条件)满足条件,则终止训练,反之则继续训练,直至训练的编码网络和数据码本满足条件。满足该条件例如是训练数据任务网络的损失函数的计算值小于第一阈值。结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,第一装置发送第一信息恢复网络参数,该第一信息恢复网络参数确定的第一信息恢复网络与该第一信息保护网络对应。
基于上述方案,第一装置本地训练好了第一信道保护网络,将后续第二装置在数据的传输过程中所用到的网络参数发送至第二装置。
结合第一方面,在第一方面的某些实现方式中,第一装置发送第二信息恢复网络参数,该第二信息恢复网络参数确定的第二信息恢复网络用于训练得到第一信息恢复网络,该第一信息恢复网络与该第一信息保护网络对应。
基于上述方案,若该第二信息恢复网络参数可以确定的第二信息恢复网络是第一装置初始训练得到的,则第二信息恢复网络可以用于训练得到第一信息恢复网络。若第二信息恢复网络是训练过程中的中间信息恢复网络,则可以实时根据测试样本判断训练继续或终止,若根据测试样本判断中间信息恢复网络(即根据第二信息恢复网络循环训练的中间结果,不一定满足条件)满足条件,则终止训练,反之则继续训练,直至训练的信息恢复网络满足条件。满足该条件例如是训练信道保护网络的损失函数或信息重构损失的计算值小于第二阈值。
第二方面,提供了一种数据的传输方法。该方法可以由第二装置执行,或配置在第二装置中的部件(如芯片或芯片系统等)执行,本申请对此不作限定。第二装置可以是终端设备或网络设备。该方法包括:第二装置接收数据的索引的信息,该数据的索引的信息用于确定该数据的索引,根据第一数据码本确定该数据的索引对应的编码数据,该第一数据码本包括编码数据以及索引之间的对应关系。
基于上述方案,第二装置接收到数据的索引的信息后,在第一数据码本中查询该索引的信息对应的编码数据,该方案中并未直接传输数据,而是传输索引的信息,因此该方案可以降低传输数据的开销。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,第二装置接收比特序列,基于第一信息恢复网络对该比特序列处理得到该数据的索引。
基于上述方案,基于第一信息恢复网络对该比特序列处理得到该数据的索引可以理解为基于第一信息恢复网络直接对接收到的该比特序列处理得到该数据的索引,或者还可以理解为将接收到的该比特序列处理得到浮点序列,基于第一信息恢复网络对该浮点序列处理得到该数据的索引。上述第二装置接收到的比特序列可以是第一装置基于第一信息保护网络处理后得到的,该处理过程可以是加冗余,可用于纠错,因此该方案可以提高传输数据的准确性,尽量避免信道的噪声干扰。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,第二装置基于第一解码网络解码该编码数据得到解码数据。
应理解,第一解码网络为任务执行网络的一种示例,第二装置根据数据的索引确定编码数据后,可基于第一解码网络将编码数据解码得到解码数据,解码数据即为通过解码网络恢复的编码网络处理前的数据。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,第二装置获取该第一解码网络和第一数据码本。
应理解,该第一解码网络和该第一数据码本可以是第二装置从本地训练获取的,也可以是第一装置训练好发送至第二装置的。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,第二装置获取该第一信息恢复网络。
应理解,该第一信息恢复网络可以是第二装置从本地训练获取的,也可以是第一装置训练好发送至第二装置的。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,该第一信息恢复网络基于信道状态信息和训练数据的索引训练得到,该训练数据的索引基于第二编码网络和第二数据码本得到。
应理解,第二编码网络和第二数据码本可以是更新前的第一编码网络和第一数据码本,编码网络和数据码本在训练过程中,每训练一次会更新一次。也就是说第二编码网络和第二数据码本训练更新可得到第一编码网络和第一数据码本。训练数据输入第二编码网络后得到编码数据,查询第二数据码本可得到该编码数据对应的索引,基于编码数据对应的索引和信道状态信息训练第一信道保护网络,基于信道状态信息训练得到的第一信道保护网络能够更加适应真实信道情况。第一信道保护网络包括第一信息保护网络和第一信息恢复网络。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,该第一信息恢复网络基于上行信道状态信息、训练数据的索引以及损失函数训练得到,该损失函数与码字距离损失、信息重构损失和序列距离损失中的至少一项关联,该码字距离损失为第一浮点序列和第二浮点序列之间的距离损失,第一浮点序列为第一索引基于第二信息保护网络处理得到,第二浮点序列为第二索引基于该第二信息保护网络处理得到;该信息重构损失为该第二信息保护网络处理前的第三索引与根据第二信息恢复网络处理得到的第三索引之间的距离损失,第二信息恢复网络与第二信息保护网络对应;该序列距离损失为浮点序列和比特序列之间的距离损失,该浮点序列基于该第二信息保护网络处理得到,该比特序列为第二信道码本中包括的比特序列,第二信道码本为更新前的第一信道码本,第二信息保护网络为更新前的第一信息保护网络,第一索引、第二索引和第三索引基于第二编码网络和第二数据码本得到,第二编码网络为更新前的第一编码网络,第二数据码本为更新前的第一数据码本。
应理解,第二信息保护网络可以是训练更新前的第一信息保护网络,也就是说对第二信息保护网络训练更新后可以得到第一信息保护网络,第一索引和第二索引是不同的训练数据样本通过第二编码网络和第二数据码本处理得到的,第三索引可以是第一索引,也可以是第二索引,还可以是不同于第一索引和第二索引的其他索引,本申请对此不做限制。信息保护网络和信息恢复网络是一起训练的,在训练的过程中考虑损失函数可以提高信息的重构性能,并且可以使得网络的收敛更快,抗噪性更好。具体地,考虑信息重构损失可以减少索引和经过信道保护网络和信息恢复网络处理之后的该索引之间的误差(或距离),考虑序列距离损失可以减少索引经过信息保护网络处理得到的浮点序列与该索引在信道码本中最接近的比特序列之间的误差(或距离),考虑码字距离损失可以增加不同索引经过信道保护网络处理后得到的浮点序列之间的距离,以避免不同索引经过信道保护网络处理后得到相同或相近的浮点序列从而在信道码本中选择到相同的比特序列,可以提高网络的收敛性、抗噪性和性能。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,该第一解码网络和该第一数据码本基于训练数据、信道状态信息、该第一信道保护网络、该第二编码网络以及该第二数据码本训练得到,该第一信道保护网络包括第一信息保护网络、第一信道码本和该第一信息恢复网络,该第一信息恢复网络和第一信息保护网络对应。
在该方案中,第一信道保护网络已经训练好,将第一信道保护网络的网络参数嵌套到第二数据任务网络中,通过训练数据和信道状态信息(可以是训练第二数据任务网络之前的信道状态信息,也可以是训练第二数据任务网络当前的信道状态信息,本申请对此不做限制)训练第二数据任务网络得到第一数据任务网络,第二数据任务网络包括第二编码网络、第二数据码本和第二任务执行网络,第一数据任务网络包括第一编码网络、第一数据码本和第一任务执行网络。
数据任务网络可以例如是数据重构网络,数据重构网络包括编码网络、数据码本和解码网络,数据重构网络可以将数据通过编码网络和数据码本处理为索引,解码网络可以理解为一种恢复数据的任务执行网络,可以将编码数据恢复为数据。当然,任务执行网络还可以是其他网络,例如,任务执行网络用于执行数据的识别、分类、分割、检测等任务,即第二装置接收到数据的索引信息后,可根据数据的索引信息确定数据的索引,并根据数据码本确定该索引对应的编码数据,该编码数据可输入任务执行网络执行识别、分类、分割、检测等任务。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,该第一数据码本中码字的长度和数量与编码数据的维度关联。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,该码字的数量与以下至少一项关联:数据任务网络的压缩率、该第二装置的存储资源、该数据任务网络的性能。
示例地,该数据为中间特征,该中间特征用于表征端到端网络(例如卷积神经网络)的网络层的输出,中间特征可以理解为端到端网络中任意网络层的输出,较低网络层输出的中间特征可以是较为细节的信息,包括纹理信息(纹理信息可以是对图片的一种描述信息,例如亮度信息,颜色信息、线条结构等),较高网络层输出的中间特征可以是较为宏观的信息,包括结构信息(例如轮廓信息)。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,该数据任务网络为第一数据重构网络,第一数据重构网络包括第一编码网络、第一数据码本和第一解码网络中的至少一项,该第一编码网络和该第一解码网络对应。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,第二装置接收第一解码网络参数和该第一数据码本信息,该第一解码网络参数和该第一数据码本信息用于确定该第一解码网络和第一数据码本。
基于上述方案,第一装置本地训练好了第一数据重构网络,将后续第二装置在数据的传输过程中所用到的网络参数发送至第二装置。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,第二装置接收第二解码网络参数和第二数据码本信息,该第二解码网络参数用于确定第二解码网络,第二数据码本信息用于确定第二数据码本,第二解码网络和第二数据码本用于训练得到该第一解码网络和该第一数据码本。
基于上述方案,若该第二解码网络参数可以确定的第二解码网络,以及第二数据码本信息可以确定的第二数据码本是第一装置初始训练得到的,则第二解码网络以及第二数据码本可以用于训练得到第一解码网络以及第一数据码本。若第二解码网络以及第二数据码本是中间编码网络和中间数据码本,则可以实时根据测试样本判断训练继续或终止,若根据测试样本判断中间编码网络和中间数据码本(即根据第二解码网络和第二数据码本循环训练的中间编码网络和中间数据码本,不一定满足条件)满足条件,则终止训练,反之则继续训练,直至训练的编码网络和数据码本满足条件。满足该条件例如是训练数据任务网络的损失函数的计算值小于第一阈值。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,第二装置接收第一信息恢复网络参数,该第一信息恢复网络参数用于确定该第一信息恢复网络。
基于上述方案,第一装置本地训练好了第一信道保护网络,将后续第二装置在数据的传输过程中所用到的网络参数发送至第二装置。
结合第二方面,在第二方面的某些实现方式中,第二装置接收第二信息恢复网络参数,该第二信息恢复网络参数确定的第二信息恢复网络用于训练得到该第一信息恢复网络。
基于上述方案,若该第二信息恢复网络参数可以确定的第二信息恢复网络是第一装置初始训练得到的,则第二信息恢复网络可以用于训练得到第一信息恢复网络。若第二信息恢复网络是训练过程中的中间信息恢复网络,则可以实时根据测试样本判断训练继续或终止,若根据测试样本判断中间信息恢复网络(即根据第二信息恢复网络循环训练的中间结果,不一定满足条件)满足条件,则终止训练,反之则继续训练,直至训练的信息恢复网络满足条件。满足该条件例如是训练信道保护网络的损失函数或信息重构损失的计算值小于第二阈值。
第三方面,提供了一种通信装置。该装置可以是第一装置或配置在第一装置中的部件(如芯片或芯片系统等),本申请对此不作限定。第一装置可以是终端设备或网络设备。该装置包括:处理单元和收发单元,该处理单元用于获取数据,根据第一编码网络和第一数据码本确定该数据的索引,该第一编码网络用于编码该数据,该第一数据码本包括编码数据以及索引之间的对应关系,该收发单元发送该数据的索引的信息。
结合第三方面,在第三方面的某些实现方式中,该处理单元还用于根据第一信息保护网络对该数据的索引进行处理得到浮点序列,进一步对该浮点序列处理得到比特序列,该收发单元还用于发送该比特序列。
结合第三方面,在第三方面的某些实现方式中,该处理单元还用于基于第一信道码本确定该数据的索引对应的比特序列,该收发单元还用于发送该比特序列,该第一信道码本包括该数据的索引和比特序列之间的对应关系。
结合第三方面,在第三方面的某些实现方式中,该处理单元或收发单元还用于获取该第一编码网络和该第一数据码本。
结合第三方面,在第三方面的某些实现方式中,该处理单元或收发单元还用于获取该第一信息保护网络或该第一信道码本。
结合第三方面,在第三方面的某些实现方式中,该第一信息保护网络基于信道状态信息和训练数据的索引训练得到,该数据的索引基于第二编码网络和第二数据码本得到。
结合第三方面,在第三方面的某些实现方式中,该第一信息保护网络基于信道状态信息、训练数据的索引以及损失函数训练得到,该损失函数与码字距离损失、信息重构损失和序列距离损失中的至少一项关联,该码字距离损失为第一浮点序列和第二浮点序列之间的距离损失,第一浮点序列为第一索引基于第二信息保护网络处理得到,第二浮点序列为第二索引基于该第二信息保护网络处理得到,该信息重构损失为该第二信息保护网络处理前的第三索引与根据第二信息恢复网络处理得到的第三索引之间的距离损失,第二信息恢复网络与第二信息保护网络对应,该序列距离损失为浮点序列和比特序列之间的距离损失,该浮点序列基于该第二信息保护网络处理得到,该比特序列为第二信道码本中包括的比特序列,第二信道码本为更新前的第一信道码本,第二信息保护网络为更新前的第一信息保护网络,第一索引、第二索引和第三索引基于第二编码网络和第二数据码本得到,第二编码网络为更新前的第一编码网络,第二数据码本为更新前的第一数据码本。
结合第三方面,在第三方面的某些实现方式中,该第一编码网络和该第一数据码本基于训练数据、第一信道保护网络、信道状态信息、该第二编码网络以及该第二数据码本训练得到,该第一信道保护网络包括该第一信息保护网络、第一信道码本和第一信息恢复网络,该第一信息恢复网络和第一信息保护网络对应。
结合第三方面,在第三方面的某些实现方式中,该第一数据码本中码字的长度和数量与编码数据的维度关联。
结合第三方面,在第三方面的某些实现方式中,该码字的数量与以下至少一项关联:数据任务网络的压缩率、该第一装置的存储资源、该数据任务网络的性能。
结合第三方面,在第三方面的某些实现方式中,该数据任务网络为第一数据重构网络,第一数据重构网络包括第一编码网络、第一数据码本和第一解码网络中的至少一项,该第一编码网络和该第一解码网络对应。
结合第三方面,在第三方面的某些实现方式中,该收发单元还用于发送第一解码网络参数和该第一数据码本信息,该第一解码网络参数确定的第一解码网络与该第一编码网络对应,该第一数据码本信息用于确定第一数据码本。
结合第三方面,在第三方面的某些实现方式中,该收发单元还用于发送第二解码网络参数和第二数据码本信息,该第二解码网络参数确定的第二解码网络用于训练得到第一解码网络,该第一解码网络与该第一编码网络对应,该第二数据码本信息用于确定第二数据码本。
结合第三方面,在第三方面的某些实现方式中,该收发单元还用于发送第一信息恢复网络参数,该第一信息恢复网络参数确定的第一信息恢复网络与该第一信息保护网络对应。
结合第三方面,在第三方面的某些实现方式中,该收发单元还用于发送第二信息恢复网络参数,该第二信息恢复网络参数确定的第二信息恢复网络用于训练得到第一信息恢复网络,该第一信息恢复网络与该第一信息保护网络对应。
第四方面,提供了一种通信装置。该装置可以是第二装置或配置在第二装置中的部件(如芯片或芯片系统等),本申请对此不作限定。第二装置可以是终端设备或网络设备。该装置包括处理单元和收发单元:该收发单元用于接收数据的索引的信息,该数据的索引的信息用于确定该数据的索引,该处理单元用于根据第一数据码本确定该数据的索引对应的数据,编码数据该第一数据码本包括编码数据以及索引之间的对应关系。
结合第四方面,在第四方面的某些实现方式中,该收发单元还用于接收比特序列,该处理单元还用于基于第一信息恢复网络对该比特序列处理得到该数据的索引。
结合第四方面,在第四方面的某些实现方式中,该处理单元还用于基于第一解码网络解码该编码数据得到解码数据。
结合第四方面,在第四方面的某些实现方式中,该收发单元或该处理单元还用于获取该第一解码网络和第一数据码本。
结合第四方面,在第四方面的某些实现方式中,该收发单元或该处理单元还用于获取该第一信息恢复网络。
结合第四方面,在第四方面的某些实现方式中,该第一信息恢复网络基于信道状态信息和训练数据的索引训练得到,该数据的索引基于第二编码网络和第二数据码本得到。
结合第四方面,在第四方面的某些实现方式中,该第一信息恢复网络基于上行信道状态信息、训练数据的索引以及损失函数训练得到,该损失函数与码字距离损失、信息重构损失和序列距离损失中的至少一项关联,该码字距离损失为第一浮点序列和第二浮点序列之间的距离损失,第一浮点序列为第一索引基于第二信息保护网络处理得到,第二浮点序列为第二索引基于该第二信息保护网络处理得到,该信息重构损失为该第二信息保护网络处理前的第三索引与根据第二信息恢复网络处理得到的第三索引之间的距离损失,第二信息恢复网络与第二信息保护网络对应,该序列距离损失为浮点序列和比特序列之间的距离损失,该浮点序列基于该第二信息保护网络处理得到,该比特序列为第二信道码本中包括的比特序列,第二信道码本为更新前的第一信道码本,第二信息保护网络为更新前的第一信息保护网络,第一索引、第二索引和第三索引基于第二编码网络和第二数据码本得到,第二编码网络为更新前的第一编码网络,第二数据码本为更新前的第一数据码本。
结合第四方面,在第四方面的某些实现方式中,该第一解码网络和该第一数据码本基于训练数据、信道状态信息、该第一信道保护网络、该第二编码网络以及该第二数据码本训练得到,该第一信道保护网络包括第一信息保护网络、第一信道码本和该第一信息恢复网络,该第一信息恢复网络和第一信息保护网络对应。
结合第四方面,在第四方面的某些实现方式中,该第一数据码本中码字的长度和数量与编码数据的维度关联。
结合第四方面,在第四方面的某些实现方式中,该码字的数量与以下至少一项关联:数据任务网络的压缩率、第二装置的存储资源、该数据任务网络的性能。
结合第四方面,在第四方面的某些实现方式中,该数据任务网络为第一数据重构网络,第一数据重构网络包括第一编码网络、第一数据码本和第一解码网络中的至少一项,该第一编码网络和该第一解码网络对应。
结合第四方面,在第四方面的某些实现方式中,该收发单元还用于接收第一解码网络参数和该第一数据码本信息,该第一解码网络参数和该第一数据码本信息用于确定该第一解码网络和第一数据码本。
结合第四方面,在第四方面的某些实现方式中,该收发单元还用于接收第二解码网络参数和第二数据码本信息,该第二解码网络参数用于确定第二解码网络,第二数据码本信息用于确定第二数据码本,该第二解码网络和第二数据码本用于训练得到该第一解码网络和该第一数据码本。
结合第四方面,在第四方面的某些实现方式中,该收发单元还用于接收第一信息恢复网络参数,该第一信息恢复网络参数用于确定该第一信息恢复网络。
结合第四方面,在第四方面的某些实现方式中,该收发单元还用于接收第二信息恢复网络参数,该第二信息恢复网络参数确定的第二信息恢复网络用于训练得到该第一信息恢复网络。
第五方面,提供一种通信装置,该装置包括处理器,该处理器与存储器耦合,可用于执行存储器中的指令,以实现上述第一方面至第二方面中的任一方面,以及第一方面至第二方面中任一种可能实现方式中的方法。可选地,该装置还包括存储器,该存储器与处理器可能是分离部署的,也可能是集中部署的。可选地,该装置还包括通信接口,处理器与通信接口耦合。
在一种实现方式中,该通信接口可以是收发器,或,输入/输出接口。
在另一种实现方式中,该装置为第一装置或第二装置,或配置于第一装置或第二装置中的芯片。当该装置为芯片时,该通信接口可以是该芯片或芯片系统上的输入/输出接口、接口电路、输出电路、输入电路、管脚或相关电路等。该处理器也可以体现为处理电路或逻辑电路。
可选地,该收发器可以为收发电路。可选地,所述输入/输出接口可以为输入/输出电路。
在具体实现过程中,上述处理器可以为一个或多个芯片,输入电路可以为输入管脚,输出电路可以为输出管脚,处理电路可以为晶体管、门电路、触发器和各种逻辑电路等。输入电路所接收的输入的信号可以是但不限于接收器接收并输入的,输出电路所输出的信号可以是但不限于输出给发射器并由发射器发射的,且输入电路和输出电路可以是同一电路,该电路在不同的时刻分别用作输入电路和输出电路。本申请实施例对处理器及各种电路的具体实现方式不做限定。
第六方面,提供一种通信装置,该装置包括逻辑电路和输入/输出接口,该逻辑电路用于与输入/输出接口耦合,通过该输入/输出接口传输数据,以执行上述第一方面至第二方面中的任一方面,以及第一方面至第二方面中任一种可能实现方式中的方法。
第七方面,提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质存储有计算机程序(也可以称为代码,或指令)当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述第一方面至第二方面中的任一方面,以及第一方面至第二方面中任一种可能实现方式中的方法。
第八方面,提供了一种计算机程序产品,该计算机程序产品包括:计算机程序(也可以称为代码,或指令),当该计算机程序被运行时,使得计算机执行上述第一方面至第二方面中的任一方面,以及第一方面至第二方面中任一种可能实现方式中的方法。
上述第三方面至第八方面带来的有益效果具体可以参考第一方面至第二方面中有益效果的描述,此处不再赘述。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种网络架构的示意图。
图2是本申请实施例提供的一种传输数据的方法的交互示意图。
图3是本申请实施例提供的网络的整体部署示意图。
图4是本申请实施例提供的训练第一数据重构网络的流程示意图。
图5是本申请实施例提供的基于第一数据重构网络训练第一信道保护网络的流程示意图。
图6是本申请实施例提供的单侧训练网络的交互示意图。
图7是本申请实施例提供的双侧交互训练网络的交互示意图。
图8是本申请实施例提供的周期性训练更新网络的流程示意图。
图9是本申请实施例提供的不同方案仿真结果示意图。
图10是本申请实施例提供的一种通信装置的示意图。
图11是本申请实施例提供的一种通信装置的结构示意图。
图12是本申请实施例提供的另一种通信装置的结构示意图。
图13是本申请实施例提供的又一种通信装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图,对本申请中的技术方案进行描述。
图1是本申请实施例提供的一种网络架构的示意图。
图1示出的系统100包括网络设备10和终端设备20,网络设备10和终端设备20之间可以通过上下行链路通信。当然,本申请实施例适用系统还可包括多个(2个及2个以上)网络设备以及多个终端设备,两个终端设备之间可以通过侧行链路进行通信,图1仅为示例,本申请对此不做限制。
本申请实施例中的终端设备可以是能够接收网络设备调度和指示信息的无线终端设备。终端设备可以是指向用户提供语音和/或数据连通性的设备,或具有无线连接功能的手持式设备、或连接到无线调制解调器的其他处理设备。
终端设备:也可以称为终端、接入终端、用户设备、用户单元、用户站、移动站、移动台、远方站、远程终端、移动设备、用户终端、无线通信设备、用户代理或用户装置。本申请的实施例中的终端可以是手机(mobile phone)、平板电脑(pad)、带无线收发功能的电脑、虚拟现实(virtual reality,VR)终端、增强现实(augmented reality,AR)终端、工业控制(industrial control)中的无线终端、无人驾驶(self driving)中的无线终端、远程医疗(remote medical)中的无线终端、智能电网(smart grid)中的无线终端、运输安全(transportation safety)中的无线终端、智慧城市(smart city)中的无线终端、智慧家庭(smart home)中的无线终端、蜂窝电话、无绳电话、会话启动协议(session initiationprotocol,SIP)电话、无线本地环路(wireless local loop,WLL)站、个人数字助理(personal digital assistant,PDA)、具有无线通信功能的手持设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备、车载设备、可穿戴设备,5G网络中的终端或者5G之后演进的网络中的终端等。
其中,可穿戴设备也可以称为穿戴式智能设备,是应用穿戴式技术对日常穿戴进行智能化设计、开发出可以穿戴的设备的总称,如眼镜、手套、手表、服饰及鞋等。可穿戴设备即直接穿在身上,或是整合到用户的衣服或配件的一种便携式设备。可穿戴设备不仅仅是一种硬件设备,更是通过软件支持以及数据交互、云端交互来实现强大的功能。广义穿戴式智能设备包括功能全、尺寸大、可不依赖智能手机实现完整或者部分的功能,例如:智能手表或智能眼镜等,以及只专注于某一类应用功能,需要和其它设备如智能手机配合使用,如各类智能手环、智能首饰等。
本申请实施例中的网络设备可以是用于与用户设备通信的任意一种具有无线收发功能的通信设备,可以是部署在卫星上的网络设备,也可以是部署在地面上的网络设备。该网络设备包括但不限于:演进型节点B(evolved Node B,eNB)、无线网络控制器(radionetwork controller,RNC)、节点B(Node B,NB)、基站控制器(base station controller,BSC)、基站收发台(base transceiver station,BTS)、家庭基站(home evolved NodeB,HeNB,或home Node B,HNB)、基带单元(baseBand unit,BBU),无线保真(wirelessfidelity,WIFI)系统中的接入点(access point,AP)、无线中继节点、无线回传节点、传输点(transmission point,TP)或者发送接收点(transmission and reception point,TRP)等,还可以为5G,如NR系统中的gNB,5G系统中的基站的一个或一组(包括多个天线面板)天线面板,或者,还可以为构成gNB或传输点的网络节点,如基带单元(BBU),或分布式单元(distributed unit,DU)等。
在一些部署中,gNB可以包括集中式单元(centralized unit,CU)和DU。gNB还可以包括有源天线单元(active antenna unit,AAU)。
本申请实施例的技术方案可以应用于各种通信系统,例如:卫星通信系统、高空平台(high altitude platform station,HAPS)通信、无人机等非地面网络(non-terrestrial network,NTN)系统,通信、导航一体化(integrated communication andnavigation,IcaN)系统、全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)和超密低轨卫星通信系统、长期演进(long term evolution,LTE)系统、LTE频分双工(freq终端ncy division duplex,FDD)系统、LTE时分双工(time division duplex,TDD)、通用移动通信系统(universal mobile telecommunication system,UMTS)、第五代(5thgeneration,5G)系统或5G之后演进的通信系统,车辆外联(vehicle-to-everything,V2X),其中V2X可以包括车到互联网(vehicle to network,V2N)、车到车(vehicle to vehicle,V2V)、车到基础设施(vehicle to infrastructure,V2I)、车到行人(vehicle topedestrian,V2P)等、车间通信长期演进技术(long term evolution-vehicle,LTE-V)、车联网、机器类通信(machine type communication,MTC)、物联网(Internet of things,IoT)、机器间通信长期演进技术(long term evolution-machine,LTE-M),机器到机器(machine to machine,M2M)等。
本申请实施例中,终端设备还可以具备AI处理能力,网络设备也可以具备AI处理能力。例如,终端设备可以具备神经网络的训练能力、推理能力等。可选的,网络设备也可以具备神经网络的训练能力、推理能力等。
在以上通信系统中的终端设备与终端设备之间的通信,终端设备与网络设备之间的通信,或者网络设备与网络设备之间的通信会出现数据的传输开销大的问题。以端云协作场景为例,终端设备采集数据,并根据终端设备侧的AI任务网络提取出中间特征,将中间特征发送至网络设备(网络设备可以是云端),网络设备可以将该中间特征输入网络设备侧的AI任务网络计算得出结果,将结果反馈至终端设备。
中间特征用于表征端到端网络(例如卷积神经网络)的网络层的输出,中间特征可以理解为端到端网络中任意网络层的输出,较低网络层输出的中间特征可以是较为细节的信息,包括纹理信息(纹理信息可以是对图片的一种描述信息,例如亮度信息,颜色信息、线条结构等),较高网络层输出的中间特征可以是较为宏观的信息,包括结构信息(例如轮廓信息)。端到端网络可以理解为从输入到输出的一个完整的网络,并且输入和输出可以部署在两端,例如端到端网络理解为将AI任务网络部署在两端(包括终端设备端和网络设备端,或终端设备端和终端设备端,或网络设备端和网络设备端)一起进行训练的过程。
在终端设备向网络设备发送中间特征的过程中,可以将中间特征压缩,避免传输中间特征的开销大。
一种可能的实现方式,终端设备向网络设备发送中间特征前,编码压缩中间特征,例如,采用联合活动图像专家组(joint photographic experts group,JPEG)对中间特征进行编码压缩,并为避免信道对压缩后的中间特征产生干扰,在对中间特征进行编码后可以进一步进行信道编码,例如采用JPEG对中间特征编码后,再对编码后的中间特征进行低密度奇偶校验(low density parity check,LDPC)/极化码(Polar)编码,将编码后的中间特征发送至网络设备。
在该实施方式中,压缩编码中间特征的性能依赖于中间特征的分布特性,且压缩过程中的熵编码会存在错误传递,使得网络设备接收到编码后的中间特征后,对其解码后输入网络设备侧的AI任务网络计算,得到的结果并不准确,也就是说这种编码压缩的实现方式会使得AI任务网络的性能产生悬崖效应,即AI任务网络的性能会断崖下跌。
另一种可能的实现方式,在训练AI任务网络的过程中添加噪声层模拟传输,将训练好的AI任务网络拆分,在终端设备侧的AI任务网络中加入特征编码模块,终端设备向网络设备发送编码后的中间特征,在网络设备侧的AI任务网络中加入特征解码,对终端设备发送的中间特征进行解码并执行网络设备侧的AI任务网络中计算得到结果,向终端设备反馈计算结果。
在该实现方式中,主要以在AI任务网络中加入模拟噪声训练为主,这种方案虽然可以在压缩过程中减少错误传递,但模拟方案一般比数字方案抗噪能力更弱,更容易受噪声的干扰,性能损失较大,且不易与现有的数字通信体系相结合。
鉴于此本申请提出一种基于码本的数据传输方案,可以实现数据的压缩,减少数据的传输开销。
图2是本申请实施例提供的一种传输数据的方法的交互示意图。该方法适用于第一装置和第二装置之间的数据传输,图2所示的方法200包括:
S210,第一装置获取数据。
应理解,该数据可以是第一装置采集的数据,例如下行信道状态信息(channelstate information,CSI)数据,或者该数据可以是部署在第一装置侧的端到端网络中提取的中间特征。
S220,第一装置确定该数据的索引。
一种可能的实施方式,第一装置根据第一编码网络和第一数据码本确定该数据的索引,该第一编码网络用于编码该数据,该第一数据码本包括编码数据以及索引之间的对应关系。
示例地,第一装置根据第一编码网络对该数据进行处理得到编码数据,再通过编码数据查询第一数据码本中与该编码数据对应的索引。
数据的索引可以理解为编码数据对应的索引,编码数据可以理解为编码后的数据。
可选地,第一装置通过信道编码模块将数据的索引进行处理,例如通过LDPC或Polar给数据的索引加校验位,从而抵抗扰动,第二装置可以通过校验位来纠错数据的索引。
一种可能的实施方式,第一数据码本中码字的长度和数量与数据的维度关联。
一种可能的实施方式,码字的数量与以下至少一项关联:数据任务网络的压缩率、第一装置和/或第二装置的存储资源、数据任务网络的性能。
示例地,数据任务网络可以是数据重构网络,数据重构网络包括编码网络、数据码本和解码网络,数据重构网络可以将数据通过编码网络和数据码本处理为索引,解码网络可以理解为一种恢复数据的任务执行网络,可以将编码数据恢复为数据。其中,编码网络可以设置在第一装置侧,解码网络可以设置在第二装置侧。可选的,任务执行网络还可以是其他网络,例如,任务执行网络用于执行数据的识别、分类、分割、检测等任务,即第二装置接收到数据的索引的信息后,可根据数据的索引的信息确定数据的索引,并根据码本确定该索引对应的编码数据,该编码数据可输入任务执行网络执行识别、分类、分割、检测等任务。
S230,第一装置向第二装置发送该数据的索引的信息,对应的,第二装置接收该数据的索引的信息。
应理解,数据的索引的信息可以理解为可以确定该数据的索引的信息,可以是数据的索引本身,也可以是数据的索引相关的信息,该索引相关的信息可以唯一确定数据的索引,本申请对此不做限制。
一种可能的实现中,数据的索引的信息可以是经过信道编码模块处理后的数据的索引的信息,第一装置可以向第二装置发送通过信道编码模块处理后的该数据的索引的信息,对应的,第二装置接收该处理后的数据的索引的信息。
一种可能的实现中,数据的索引信息包括比特序列,即S230可以替换为S230’,第一装置向第二装置发送比特序列,对应的,第二装置接收该比特序列。
可选地,该比特序列可以是对浮点序列进行处理得到的,该浮点序列是根据第一信息保护网络对所述数据的索引进行处理得到。具体地,在第一装置发送比特序列之前,第一装置根据第一信息保护网络对S220确定的数据的索引进行处理得到浮点序列,进一步对该浮点序列处理得到比特序列。
示例地,第一装置可以通过近似或码本映射的处理方式将浮点序列处理为比特序列。
应理解,第一信息保护网络可以用于保护第一装置即将发送至第二装置的数据以减少信道的噪声干扰。第一信息保护网络可以是第一装置或第二装置提前训练好并部署在第一装置侧的网络。
示例地,第一信息保护网络可以是多层神经网络,可以包括卷积层,全连接层,激活层等,第一信息保护网络可以用于给输入数据(即索引)的维度加长,从而实现抗扰动。
可选地,比特序列是基于第一信道码本和所述数据的索引确定的。具体地,在第一装置发送比特序列之前,第一装置基于第一信道码本确定该数据的索引对应的比特序列,该第一信道码本包括数据的索引和比特序列之间的对应关系。第一信道码本为第一装置或第二装置基于第一信息保护网络训练得到的。每个索引经过第一信息保护网络后输出的浮点序列,与该索引在第一信道码本中近邻搜索到的比特序列接近或相同。
应理解,第一装置对索引处理为比特序列包括两种方式:第一种是第一装置根据信息保护网络将索引处理得到浮点序列,再将浮点序列处理为比特序列;第二种是第一装置根据信道码本得到索引对应的比特序列。每个索引经过第一信息保护网络后输出的浮点序列,与该索引在第一信道码本中近邻搜索到的比特序列接近或相同时,在后续数据的传输过程中第一装置可以直接通过第一信道码本得到索引对应的比特序列,无需信息保护网络的处理。
S240,第二装置确定编码数据。
对应S230,第二装置接收到数据的索引的信息后,第二装置根据第一数据码本确定该数据的索引对应的编码数据,该第一数据码本包括编码数据以及索引之间的对应关系。
第一装置对数据通过第一编码网络编码得到编码数据,并在第一数据码本查询编码数据对应的索引,第二装置接收到数据的索引的信息后,在第一数据码本中查询该索引的信息对应的编码数据。
一种可能的实现方式中,当接收到的索引的信息为比特序列时,对应S230’,第二装置接收到比特序列后,对该比特序列进行处理得到浮点序列,基于第一信息恢复网络对该浮点序列处理得到该数据的索引。
示例地,比特序列是第一装置通过第一信息保护网络对数据的索引处理得到的,第一信息恢复网络对应第一信息保护网络,因此第二装置可以根据第一信息恢复网络将该比特序列恢复为数据的索引。
一种可能的实现方式中,当接收到的索引的信息为比特序列时,对应S230’,第二装置接收到比特序列后,第二装置基于第一信息恢复网络对该比特序列处理得到数据的索引。
在该方案中,无需对比特序列处理得到浮点序列,可直接基于第一信息恢复网络处理比特序列得到数据的索引。
示例地,第二装置接收到载波上承载的传输序列后对其硬判决解调得到比特序列,例如可以将0.9硬判决为1,将0.1硬判决为0。第一信息恢复网络的输入可以是浮点序列,也可以是比特序列,因此可以直接基于第一信息恢复网络将该比特序列处理得到数据的索引。
一种可能的实施方式中,第一信息保护网络和第一信息恢复网络基于信道状态信息、训练数据的索引以及损失函数训练得到。该损失函数与码字距离损失、信息重构损失和序列距离损失中的至少一项关联。
其中,码字距离损失为第一浮点序列和第二浮点序列之间的距离损失,该第一浮点序列为第一索引基于第二信息保护网络处理得到,该第二浮点序列为第二索引基于第二信息保护网络处理得到;
其中,信息重构损失为该第二信息保护网络处理前的第三索引与根据第二信息恢复网络处理得到的第三索引之间的距离损失,第二信息恢复网络与第二信息保护网络对应;
其中,序列距离损失为浮点序列和比特序列之间的距离损失,浮点序列基于该第二信息保护网络处理得到,比特序列为第二信道码本中包括的比特序列,该第二信道码本为该第二信息保护网络训练得到,第一索引、第二索引和第三索引基于第二编码网络和第二数据码本得到。
在训练的过程中考虑损失函数可以提高信息的重构性能,并且可以使得网络的收敛更快,抗噪性更好。具体地,考虑信息重构损失可以减少索引和经过信道保护网络和信息恢复网络处理之后的该索引之间的误差(或距离),考虑序列距离损失可以减少索引经过信息保护网络处理得到的浮点序列与该索引在信道码本中最接近的比特序列之间的误差(或距离),考虑码字距离损失可以增加不同索引经信道保护网络处理后得到的浮点序列之间的距离,以避免不同索引经过信道保护网络处理后得到相同或相近的浮点序列从而在信道码本中选择到相同的比特序列,可以提高网络的收敛性、抗噪性和性能。
应理解,第一信息保护网络、第一信道码本和第一信息恢复网络是经过多轮训练得到的,第二信息保护网络、第二信道码本和第二信息恢复网络可以是第一信息保护网络、第一信道码本和第一信息恢复网络的前一轮训练得到的。同样地,第一编码网络和第一数据码本是经过多轮训练得到的,第二编码网络和第二数据码本可以是第一编码网络和第一数据码本的前一轮训练得到的。本申请涉及的训练数据即为在训练上述网络的过程中用到的数据,与上述网络训练好后传输的数据的类型、维度和用途可以相同。
可选地,第二装置将编码数据输入第一任务执行网络进行处理。示例地,第一任务执行网络为第一解码网络,第一解码网络与第一编码网络对应。
可选地,第二装置对该编码数据通过第一解码网络进行解码得到解码数据。
应理解,解码数据为通过解码网络恢复的编码网络处理前的数据,解码数据可以和编码网络处理前的数据相同(对同一数据的处理过程而言),解码数据也可以和编码网络处理前的数据相近。
可选地,方法200还包括:
S250,第二装置将该解码数据输入第二装置侧的端到端网络进行计算得到计算结果,该解码数据为端到端网络的中间特征。
应理解,该解码数据可以是通过第一解码网络对编码数据解码得到的。
可选地,方法200还包括:
S260,第二装置将计算结果反馈至第一装置,对应的,第一装置接收该计算结果。
S250,S260可用于端到端网络计算场景,例如端云协作、模型分割、边缘计算等。
应理解,上述第一装置可以为终端设备,此时第二装置为网络设备,或者第一装置为网络设备,此时第二装置为终端设备,后文中的第一装置和第二装置同样理解。
第一装置和第二装置可以共同实现第一数据任务网络以及可选的第一信道保护网络,该第一数据任务网络可以实现例如数据重构任务,第一信道保护网络可以减少第一装置和第二装置之间传输的信息受到的信道干扰。第一数据任务网络的一部分可以部署在第一装置侧,另一部分可以部署在第二装置侧。
一种可能的实现中,第一数据任务网络包括第一编码网络、第一数据码本、第一任务执行网络。可选的,第一装置部署第一编码网络、第一数据码本,则第二装置部署第一任务执行网络、第一数据码本;或,第一装置部署第一任务执行网络、第一数据码本,则第二装置部署第一编码网络、第一数据码本。
一种可能的实现中,第一信道保护网络包括第一信息保护网络、第一信道码本、第一信息恢复网络。可选的,第一装置部署第一信息保护网络、第一信道码本,则第二装置部署第一信息恢复网络;或,第一装置部署第一信息恢复网络,则第二装置部署第一信息保护网络、第一信道码本。
图3是本申请实施例提供的网络整体部署的示意图,图3仅示例了上述列举的一种情况,其他情况可以此推理,不再赘述。
其中,虚线框表示可选,即在第一装置侧可以只部署编码网络以及数据码本,在第二装置侧可以只部署数据码本以及任务执行网络。
或者,在第一装置侧可以部署编码网络、数据码本以及信道码本,在第二装置侧可以部署数据码本、任务执行网络以及信息恢复网络。
或者,在第一装置侧可以部署编码网络、数据码本、信息保护网络以及信道码本,在第二装置侧可以部署信息恢复网络、数据码本以及任务执行网络。
下面以数据任务网络为数据重构网络为例介绍训练数据任务网络的过程,训练过程可以在第一装置侧,也可以在第二装置侧,本申请不做限定。
图4是本申请实施例提供的训练第一数据重构网络的流程示意图,图4示例的方法400包括:
S410,基于训练数据训练第二数据重构网络,第二数据重构网络包括第二编码网络、第二数据码本和第二解码网络。
一种可能的实施方式,依据压缩率和存储资源设计第二编码网络、第二数据码本和第二解码网络(例如,网络的层、输入或输出维度、初始化的参数)。网络的层越多所需存储资源越多,网络的性能越好(例如压缩率越大),因此需要折中存储资源和网络的性能设计网络的层。可选的,初始化的参数在最初设计网络时可以随机生成。
例如,训练数据的维度为(c1,a1),通过第二编码网络编码后的编码数据的维度为(c2,a2),c1和c2可以表示通道数(例如红绿蓝(red green blue,RGB)通道数),a1和a2可以表示每个通道的一维或二维特征图的特征值数量;又例如,训练数据为端到端网络的中间特征,中间特征的维度为(c1,a1,b1),通过第二编码网络编码后的中间特征的维度为(c2,a2,b2),c1和c2可以表示通道数,a1和a2可以表示某一个通道上特征图的长,b1和b2可以表示某一个通道上特征图的宽。例如,中间特征的维度为(2048*4*4),经第二编码网络编码后的中间特征的维度为(512*8*8),本申请中的*表示运算符号“乘”。
一种可能的实施方式,第二数据码本的结构为(d1,k1)。其中,d1为第二数据码本中每个码字的长度,第二数据码本中码字的长度和数量与编码数据的维度关联。如果训练数据为中间特征,则d1可以表示编码数据的通道数,第二数据码本中的每个码字都能近似为一个长度与编码数据的第一维度值(例如通道数)相同的数据序列。其中,k1为第二数据码本中码字的数量,k1可以是基于存储资源、压缩率和性能中的一项或多项设定。其中,存储资源可以是第一装置和/或第二装置本地的存储资源,压缩率可以是训练数据的整数或浮点数的个数与调制符号数的比值,假设训练数据为中间特征,中间特征的维度为(c1,a1,b1),则压缩率为特征图的整数值个数(例如特征图的像素值个数,即c1*a1*b1)与调制符号数(例如编码后的中间特征对应的索引信息在传输过程中被映射到的调制符号数)的比值,性能可以是端到端网络的性能。示例性的,如果编码数据是二维,编码数据的维度为(c2,a2),则a2个数据序列需映射到第二数据码本中与之相近邻的码字,如果编码数据是三维,编码数据的维度为(c2,a2,b2),则a2*b2个数据序列需映射到第二数据码本中与之相近邻的码字。一般k1设定为2m,m为与第二数据码本中与编码数据对应的索引的比特流长度,m越大,压缩率越小,性能损失也小,因此需要折中压缩率和性能设计第二数据重构网络。
应理解,k1越小,压缩率越大,数据重构网络的性能越差,存储资源越多,数据重构网络的性能越好。因此在设计第二编码网络以及第二数据码本时需要折中考虑压缩率、存储资源(第一装置和/或第二装置端的存储资源)和数据重构网络或端到端的性能(如果训练数据为中间特征时需考虑)。
示例地,第二数据码本的结构为(512*256),即第二数据码本中有256个码字,且每个码字的长度为512,编码后的中间特征的维度为(512*8*8),其中,编码后的中间特征的维度中的512(512可以是通道数)与第二数据码本中的码字长度512对应,编码后的中间特征的维度中的8*8个值与第二数据码本中的64个码字对应,第二数据码本中码字的索引可以用8个比特表示。
S420,基于第一损失(loss)函数训练更新第二数据重构网络得到第一数据重构网络,第一数据重构网络包括第一编码网络、第一数据码本和第一解码网络。
一种可能的实施方式,第一损失函数=α1*数据重构损失+β1*码字距离损失+γ1*数据距离损失,其中,假设训练数据X经过第二编码网络编码,并得到与之对应的索引,查询该索引在第二数据码本中对应的编码数据,编码数据经第二解码网络解码后得到则数据重构损失即为X和/>之间的差距损失,例如X和/>的均方误差(mean squared error,MSE)。码字距离损失为更新第二数据码本中的码字,使其与第二编码网络编码后的编码数据靠近的损失,例如码字距离损失为更新后的码字和编码数据之间的MSE。数据距离损失为固定第二数据码本,训练更新第二编码网络,使其编码后的编码数据向第二数据码本中的码字靠近的损失,例如数据距离损失为更新第二编码网络后编码得到的编码数据和第二数据码本中码字之间的MSE。
其中,数据重构损失可以理解为数据任务损失的一种示例,数据任务损失依据于相应的任务,例如任务为数据重构时,数据任务损失为数据重构损失;任务为分类时,数据任务损失为分类损失,即编码数据输入分类网络得到的结果与分类标签之间的损失。α1、β1、γ1可以根据实际应用设定,在设定的时候可以考虑该部分所占的权重,假设α1+β1+γ1=1,在认为数据重构损失更为重要,码字近邻损失和数据近邻损失次之时,可以将α1设置为0.4,β1和γ1设置为0.3,上述仅为示例,本申请对此不做作限制。
应理解,数据重构网络的训练更新过程可以重复,直至第一损失函数的计算值满足条件,例如第一损失函数的计算值小于第一阈值,第一阈值可以预定义或预配置,也可以通过信令指示,本申请对此不做限制。也就是说从第二数据重构网络训练更新得到第一数据重构网络的过程中需要至少一个训练更新过程。
采用通过方法400训练得到的数据任务网络,在实际传输的过程中可以只传输数据对应的索引信息,大幅度降低了数据所需的传输比特开销,压缩比较高,且比较容易结合现有的数字通信系统。而且对于面向任务的神经网络时,由于索引出现的概率不等,为实现不等概信息保护(unequal message protection,UMP)提供了基础。
下面介绍训练第一信道保护网络的过程,训练过程可以在第一装置侧,也可以在第二装置侧,本申请不做限定。具体地,可以基于训练好的第一数据重构网络训练信道保护网络。
图5是本申请实施例提供的基于第一数据重构网络训练第一信道保护网络的流程示意图,图5示例的方法500包括:
S510,基于第一编码网络和第一数据码本得到的编码数据的索引训练第二信道保护网络,第二信道保护网络包括第二信息保护网络、第二信道码本和第二信息恢复网络。
示例地,基于第一编码网络和第一数据码本得到的编码数据的索引的比特长度为m,可以根据码率(m,n)设计第二信息保护网络,该第二信息保护网络即为加冗余的过程,可以用于纠错,长度为m的索引的比特序列经过第二信息保护网络处理后得到的浮点序列的长度为n,m大于或等于n。
示例地,第二信息保护网络输出浮点序列的长度为n,将其映射到第二信道码本(例如,第二信道码本中码字的长度为n,码字数量为2n)中最接近的比特序列上。
应理解,第二信息恢复网络可以基于比特序列恢复该数据的索引。经过多次训练,可以更新第二信息保护网络和第二信道码本,例如将第二信道码本训练更新至码字数量变为2m,即第二信道码本中只保存了基于第一编码网络和第一数据码本输出的索引的比特序列一一对应的码字。
S520,基于第二损失函数训练更新第二信道保护网络得到第一信道保护网络,第一信道保护网络包括第一信息保护网络、第一信道码本和第一信息恢复网络。
可选地,第二损失函数与码字距离损失、信息重构损失和序列距离损失中的至少一项关联。
示例地,第二损失函数==α2*信息重构损失
或者,第二损失函数==α2*信息重构损失-γ2*码字距离损失。
或者,第二损失函数=α2*信息重构损失+β2*序列距离损失-γ2*码字距离损失。
应理解,第二损失函数不限于上述示例,在此不一一列举。α2、β2、γ2可以根据实际应用设定,在设定的时候可以考虑该部分所占的权重。
示例地α2+β2+γ2=1,在认为信息重构损失更为重要,码字距离损失和序列举例损失次之时,可以将α2设置为0.6,β2和γ2设置为0.2,上述仅为示例,本申请对此不做作限制。
其中,该信息重构损失为该第二信息保护网络处理前的第三索引与根据第二信息恢复网络处理得到的第三索引之间的距离损失,第二信息恢复网络与第二信息保护网络对应。
该码字距离损失为第一浮点序列和第二浮点序列之间的距离损失,第一浮点序列为第一索引基于第二信息保护网络处理得到,第二浮点序列为第二索引基于该第二信息保护网络处理得到。
该序列距离损失为浮点序列和比特序列之间的距离损失,该浮点序列基于该第二信息保护网络处理得到,该比特序列为第二信道码本中包括的比特序列,该第二信道码本为该第二信息保护网络训练得到,第一索引、第二索引和第三索引基于第一编码网络和第一数据码本得到。
应理解,第一索引和第二索引是不同的训练数据样本通过第一编码网络和第一数据码本处理得到的,第三索引可以是第一索引,也可以是第二索引,还可以是不同于第一索引和第二索引的其他索引,本申请对此不做限制。
示例地,将一个批次(batch)中两个不同的样本输入第二信息保护网络后输出xi,xj(i,j∈0~8,8为一个批次中样本的数量,仅为示例),求出xi,xj在第二信道码本中所映射的比特序列的距离d,根据d的倒数(d=0时,γ2=1)来加权xi,xj之间的距离损失,避免输入第二信息保护网络的不同训练数据样本的索引对应第二信道码本中的同一比特序列,且使输入第二信息保护网络的不同训练数据样本的索引对应到第二信道码本中的两个比特序列的距离越远,抗干扰的能力越强。
应理解,信道保护网络的训练过程可以重复,直至信息重构损失或第二损失函数的计算值满足条件,例如信息重构损失或第二损失函数的计算值小于第二阈值,第二阈值可以预定义或预配置,也可以通过信令指示,本申请对此不做限制。也就是说从第二信道保护网络训练得到第一信道保护网络的过程中需要至少一个训练过程。
在数据的索引的实际传输过程中,每个m长度的索引比特序列的值可以得到或作为第一信道码本中该索引比特序列对应的比特序列的索引,即在数据的实际传输过程中,无需进行信息保护网络处理,可直接根据第一信道码本得到需传输的数据的索引对应的比特序列。例如,数据对应的索引为00000000,该索引的值为0,则可根据第一信道码本中的对应关系选择0对应的比特序列进行传输。
还应理解,在训练好第一信道保护网络后,可以将第一信道保护网络的参数嵌套在根据方法400训练好的第一数据重构网络中训练或更新得到基于信道噪声的数据重构网络,即基于信道保护网络训练更新第一数据重构网络,可以基于更新后的第一数据重构网络得到有噪的数据的索引。
通过方法500,由于索引比特序列出现的概率不等,信道保护网络对索引比特序列起到了不等概保护的作用,并且码本距离损失可以很好的提升索引比特序列恢复的重构性能。
下面介绍训练数据任务网络(以数据重构网络为例)和/或信道保护网络的方式,例如单侧训练,双侧交互训练。
图6是本申请实施例提供的单侧训练数据重构网络和/或信道保护网络的交互示意图。图6示出的方法600包括:
S610,第一装置向第二装置发送初始配置,对应的,第二装置接收该初始配置。
示例地,初始配置包括第二数据重构网络的相关信息,假设第一装置为终端设备,初始配置包括第二解码网络参数和第二数据码本信息,第二解码网络参数可以用于确定第二解码网络,第二数据码本信息可以用于确定第二数据码本。或者第一装置为网络设备,初始配置包括第二编码网络参数和第二数据码本信息,第二编码网络参数可以确定第二编码网络。
应理解,第二编码网络、第二解码网络和第二数据码本可以是第一装置初始训练得到的。
或者,示例地,初始配置包括端到端网络第二装置侧的网络参数信息,例如网络中的权重、偏置等信息。
或者,示例地,初始配置包括端到端网络第二装置侧的网络参数信息,以及第二数据重构网络的相关信息。
或者,示例地,初始配置包括端到端网络第二装置侧的网络参数信息,第二数据重构网络的相关信息,以及端到端网络的样本标签。
可选地,S620,第一装置训练第一信道保护网络,
一种可能的实施方式,第一装置基于信道状态信息和训练数据的索引训练得到第一信息保护网络,该训练数据的索引基于第二编码网络和第二数据码本得到。
示例地,第一装置基于第二编码网络和第二数据码本得到训练数据的索引,并根据获得的信道状态信息训练基于信道噪声的第一信息保护网络。具体训练过程可参考方法500,在此不再赘述。
可选地,在S620之前第一装置获取信道状态信息。
示例地,如果第一装置为终端设备,第二装置为网络设备,则第一装置向第二装置发送信道测量序列(可以通过信道探测信号(sounding reference signal,SRS)等信号发送,如果是上下行对称信道,第一装置可通过CSI发送),第二装置向第一装置反馈上行信道状态信息。如果第一装置为网络设备,第二装置为终端设备,则第一装置接收来自第二装置的信道测量序列,获取下行信道状态信息。
S630,第一装置训练第一数据重构网络。
一种可能的实施方式,第一装置基于训练数据、第二编码网络、第二解码网络、第二数据码本和信道状态信息训练第一数据重构网络,第二编码网络、第二解码网络和第二数据码本可以是第一装置初始训练得到的。具体训练过程可以参见方法400的描述,在此不做赘述。
一种可能的实施方式,第一装置训练得到第一信道保护网络,将第一信道保护网络的网络参数嵌套在第二数据重构网络中,基于训练数据和信道状态信息训练得到第一数据重构网络,第二数据重构网络包括第二编码网络、第二解码网络和第二数据码本,可以是第一装置初始训练得到的。具体训练过程可以参见方法500的描述,在此不做赘述。
上述信道状态信息可以是训练第二数据重构网络时的信道状态信息,也可以是训练第一数据重构网络当前的信道状态信息,本申请对此不做限制。
S640,第一装置向第二装置发送网络参数和码本信息,对应的,第二装置接收该网络参数和码本信息。
示例地,假设第一装置训练好第一数据重构网络,第一装置为终端设备,将第一数据重构网络拆分得到第一编码网络和第一解码网络,该网络参数为第一解码网络参数,可用于确定第一解码网络,该码本信息为第一数据码本信息,可用于确定第一数据码本。或者,如果610中发送的初始配置中包括第二解码网络参数和第二数据码本信息,则该网络参数可以是第二解码网络参数和第一解码网络参数之间的差量,该码本信息可以是第一数据码本信息和第二数据码本信息之间的差量。
或者第一装置为网络设备,将第一数据重构网络拆分得到第一编码网络和第一解码网络,该网络参数为第一编码网络参数,可用于确定第一编码网络,该码本信息为第一数据码本信息,可用于确定第一数据码本。或者,如果610中发送的初始配置中包括第二编码网络参数和第二数据码本信息,则该网络参数可以是第二编码网络参数和第一编码网络参数之间的差量,该码本信息可以是第一数据码本信息和第二数据码本信息之间的差量。
可选地,该网络参数除了第一数据重构网络参数之外,还包括第一信道保护网络的参数。
示例地,假设第一装置为终端设备,该网络参数除了第一数据重构网络参数之外,还包括第一信息恢复网络参数,用于确定第一信息恢复网络。或者假设第一装置为网络设备,该网络参数除了第一数据重构网络参数之外,还包括第一信息保护网络参数,用于确定第一信息保护网络,码本信息还包括第一信道码本信息,用于确定第一信道码本。
可选地,如果第一数据重构网络和第一信道保护网络是用于传输和恢复端到端网络中提取的中间特征,则方法600还包括:
S650,第一装置向第二装置发送中间特征的索引的信息,中间特征的索引的信息能确定的中间特征的索引是基于第一编码网络和第一数据码本处理得到的。对应的第二装置接收该中间特征的索引的信息。
S660,第二装置确定第一数据重构网络和/或第一信道保护网络是否满足条件。
一种可能的实施方式,第二装置基于第一解码网络恢复中间特征的索引的信息对应的中间特征,将该中间特征输入端到端网络计算结果,比较该结果和初始配置中包括的样本标签的距离(即端到端网络损失或性能),判断该距离是否满足条件。
S670,第二装置向第一装置发送反馈信息,对应的,第一装置接收该反馈信息。
示例地,若端到端网络损失满足条件,即端到端网络损失小于或等于第三阈值(可以是预定义或预配置的,或通过信令指示的,本申请对此不做限制),则第二装置向第一装置发送反馈信息,该反馈信息指示第一数据重构网络和/或第一信道保护网络满足条件,第一装置不再继续训练。后续数据的传输可通过第一数据重构网络和/或第一信道保护网络处理。
若端到端网络损失不满足条件,即端到端网络损失大于设定的第三阈值,则第二装置向第一装置发送反馈信息,该反馈信息指示第一数据重构网络和/或第一信道保护网络不满足条件。第二装置接收到反馈信息,继续训练第一数据重构网络和/或第一信道保护网络(重复S620,S630),直至满足条件。反馈信息还可以指示第一装置继续训练第一数据重构网络,或指示第一装置继续训练第一信道保护网络,或指示第一装置继续训练第一数据重构网络和第一信道保护网络。
或者,还有一种与S650+S660+S670并列的方案,即第一装置可自己判断训练的第一数据重构网络和/或第一信道保护网络是否满足条件,判断方法与上文描述的第二装置判断方法类似,不再赘述。
方法600,第一数据重构网络和/或第一信道保护网络的训练过程解耦于端到端网络,可以微调数据重构网络和/或信道保护网络,而不用调整端到端网络,因此训练较快,且可以节省网络参数的传输开销。
图7是本申请实施例提供的双侧交互训练数据重构网络和/或信道保护网络的交互示意图。图7示出的方法700包括:
S710,第一装置向第二装置发送初始配置,对应的,第二装置接收该初始配置。
示例地,初始配置包括第二数据重构网络的相关信息,假设第一装置为终端设备,初始配置包括第二解码网络参数和第二数据码本信息,第二解码网络参数可以用于确定第二解码网络,第二数据码本信息可以用于确定第二数据码本。或者第一装置为网络设备,初始配置包括第二编码网络参数和第二数据码本信息,第二编码网络参数可以确定第二编码网络。
应理解,第二编码网络、第二解码网络和第二数据码本可以是第一装置初始训练得到的。
或者,示例地,初始配置包括端到端网络第二装置侧的网络参数信息,第二数据重构网络的相关信息以及训练数据样本,端到端网络第二装置侧的网络参数信息例如网络中的权重、偏置等。
或者,示例地,初始配置包括端到端网络第二装置侧的网络参数信息,第二数据重构网络的相关信息,端到端网络的测试样本标签(用于测试端到端网络的性能),训练数据样本标签(用于计算数据重构网络的数据重构损失)以及训练样本标签(用于保证第一装置和第二装置侧训练网络所用的样本相同)。
可选地,S720,第一装置训练第二信道保护网络,
一种可能的实施方式,第一装置基于信道状态信息和训练数据的索引训练得到第二信息保护网络,该训练数据的索引基于第二编码网络和第二数据码本得到。
示例地,第一装置基于第二编码网络和第二数据码本得到训练数据的索引,并根据获得的信道状态信息训练基于信道噪声的第二信息保护网络。具体训练过程可参考方法500,在此不再赘述。
可选地,S721,第一装置向第二装置发送第一训练数据的索引的信息,对应的第二装置接收该第一训练数据的索引的信息。
应理解,第一数据的索引的信息基于第二编码网络和第二数据码本,以及第二信息保护网络处理得到。
可选地,S722,第一装置向第二装置发送处理后的第一训练数据的索引的信息,对应的,第二装置接收该处理后的第一训练数据的索引的信息。
应理解,处理后的第一训练数据的索引的信息基于第二编码网络、第二数据码本和信道防干扰处理得到,处理后的第一训练数据的索引的信息可以避免信道干扰。
可选地,S723,第二装置基于信息重构损失更新第二装置侧的第二信道保护网络(例如第二信息恢复网络)。
示例地,第二装置基于第一训练数据的索引的信息和处理后的第一训练数据的索引的信息计算信息重构损失,并根据信息重构损失更新第二装置侧的第二信道保护网络(例如第二信息恢复网络)。
应理解,在S723之前,第二装置从第一装置处获取了第二信道保护网络。
可选地,S724,第二装置向第一装置发送第一装置侧的第二信道保护网络(例如第二信息保护网络)用于更新网络参数所需的中间结果(例如梯度),对应的,第一装置接收该中间结果。
示例地,该中间结果是第二装置基于信息重构损失和信息恢复网络计算得到的,该中间结果可以是梯度信息,也可以是用于确定梯度信息的中间信息,本申请对此不做限制。
可选地,S725,第一装置基于该中间结果确定梯度信息,并更新本侧的第二信道保护网络(例如第二信息保护网络)得到第一信道保护网络(例如第一信息保护网络)。
应理解,非数据重构损失的梯度信息第一装置本地可以自行更新,无需第二装置反馈。即可以不需要S721~S724之间的步骤。
S730,第一装置训练第一数据重构网络
一种可能的实施方式,第一装置基于第二编码网络、第二解码网络和第二数据码本训练第一数据重构网络,第二编码网络、第二解码网络和第二数据码本可以是第一装置初始训练得到的。具体训练过程可以参见方法400的描述,在此不做赘述。
一种可能的实施方式,第一装置训练得到第一信道保护网络,将第一信道保护网络的网络参数嵌套在第二数据重构网络中训练得到第一数据重构网络,第二数据重构网络包括第二编码网络、第二解码网络和第二数据码本,可以是第一装置初始训练得到的,也可以是第一装置经过至少一次训练得到的满足条件的数据重构网络。具体训练过程可以参见方法500的描述,在此不做赘述。
S731,第一装置向第二装置发送第二训练数据的索引的信息,对应的,第二装置接收该第二训练数据的索引的信息。
应理解,第二训练数据的索引的信息基于S730训练更新得到的第一编码网络和第一数据码本,以及S725更新后的第二信息保护网络(即第一信息保护网络)处理得到。
S732,第二装置基于数据重构损失更新本侧的第一数据重构网络(例如第一解码网络和第一数据码本)。
示例地,第二装置基于初始配置中包括的训练数据样本标签,和根据该第二训练数据的索引的信息、第一解码网络、第一数据码本恢复的第二数据计算数据重构损失。并根据数据重构损失更新本侧的第一数据重构网络。
S733,第二装置向第一装置发送第一装置侧的第一数据重构网络(例如第一编码网络和第一数据码本)用于更新网络参数所需的中间结果(例如梯度),对应的,第一装置接收该中间结果。
示例地,该中间结果是第二装置基于数据重构损失和解码网络计算得到的,该中间结果可以是梯度信息,也可以是用于确定梯度信息的中间信息,本申请对此不做限制。
S734,第一装置基于该中间结果更新第一数据重构网络。
示例地,第一装置基于该中间结果更新第二编码网络、第二数据码本得到第一编码网络和第一数据码本。
可选地,第一装置基于第一损失函数更新本地的第二编码网络、第二数据码本得到第一编码网络和第一数据码本。
可选地,如果第一数据重构网络和第一信道保护网络是用于传输和恢复端到端网络中提取的中间特征,初始配置中包括端到端网络的测试样本标签,则方法700还包括:
S740,第一装置向第二装置发送中间特征的索引的信息,中间特征的索引的信息能确定的中间特征的索引是基于第一编码网络和第一数据码本处理得到的。对应的第二装置接收该中间特征的索引的信息。
S750,第二装置确定第一数据重构网络和/或第一信道保护网络是否满足条件。
一种可能的实施方式,第二装置基于第一解码网络恢复中间特征的索引的信息对应的中间特征,将该中间特征输入端到端网络计算结果,比较该结果和初始配置中包括的测试样本标签的距离(即端到端网络损失或性能),以判断该距离是否满足条件。
S760,第二装置向第一装置发送反馈信息,对应的,第一装置接收该反馈信息。
示例地,若端到端网络损失满足条件,即端到端网络损失小于或等于第三阈值(可以是预定义或预配置的,或通过信令指示的,本申请对此不做限制),则第二装置向第一装置发送反馈信息,该反馈信息指示第一数据重构网络和/或第一信道保护网络满足条件,第一装置不再继续训练。后续数据的传输可通过第一数据重构网络和/或第一信道保护网络处理。
若端到端网络损失不满足条件,即端到端网络损失大于设定的第三阈值,则第二装置向第一装置发送反馈信息,该反馈信息指示第一数据重构网络和/或第一信道保护网络不满足条件。第二装置接收到反馈信息,继续训练第一数据重构网络和/或第一信道保护网络(重复S720-S725,和/或,S730-S734),直至满足条件。反馈信息还可以指示第一装置继续训练第一数据重构网络,或指示第一装置继续训练第一信道保护网络,或指示第一装置继续训练第一数据重构网络和第一信道保护网络。
或者,还有一种与S740+S750+S760并列的方案,即第一装置可自己判断训练的第一数据重构网络和/或第一信道保护网络是否满足条件,判断方法与上文描述的第二装置判断方法类似,不再赘述。
方法700,可以通过实时的交互检测较为真实的信道状态,从而根据方法700训练得到的数据重构网络和/或信道保护网络,更加适应真实信道情况。
图8是本申请实施例提供的周期性训练更新数据任务网络(以数据重构网络为例)和/或信道保护网络的流程示意图。周期性训练过程的发起端可以第一装置,也可以在第二装置,本申请实施例不做限定。图8示例第一装置周期性获取信道状态信息并更新第一装置和第二装置两端网络的方法800,其他可以此类推,不一一列举,方法800包括:
S810,第一装置获取信道状态信息。
示例地,第一装置和第二装置在时间T已经依据方法600或700训练好了第一数据重构网络和/或第一信道保护网络。假设第一装置为终端设备,第二装置为网络设备,第一装置在时间2T获取信道状态信息,即在时间2T第一装置向第二装置发送信道测量序列(可以通过SRS等信号发送,如果是上下行对称信道,第一装置可通过CSI发送),第二装置根据信道测量序列测得信道状态信息后向第一装置反馈上行信道状态信息。
S820,第一装置判断是否要训练/微调第一数据重构网络和/或第一信道保护网络。
示例地,第一装置根据时间2T获取的信道状态信息与时间T的信道状态信息比较信道的波动情况,如果波动小于或等于一定阈值,则不需重新训练/微调第一数据重构网络和/或第一信道保护网络。如果波动大于一定阈值,则需重新训练/微调第一数据重构网络和/或第一信道保护网络,具体训练方法可参考方法600和700,在此不再赘述。
第一装置每隔时间T可执行一次S810,S820,也就是说第一装置训练更新第一数据重构网络和/或第一信道保护网络的周期为T。
或者对于第一装置和第二装置侧部署了端到端网络,则除方法800之外,第一装置可周期性(周期可以为T)发送一个batch测试集数据给第二装置,第二装置可以根据batch测试集数据计算的端到端网络的性能判断当前信道状况。
示例地,如果第二装置根据batch测试集数据计算的端到端网络的性能小于或等于一定阈值,则判断当前信道状态(时间2T)与之前的信道状态(时间T)相比波动较小,不需重新训练/微调第一数据重构网络和/或第一信道保护网络。如果第二装置根据batch测试集数据计算的端到端网络的性能大于一定阈值,则判断当前信道状态(时间2T)与之前的信道状态(时间T)相比波动较大,需要重新训练/微调第一数据重构网络和/或第一信道保护网络。具体训练方法可参考方法600和700,在此不再赘述。
基于周期性信道状态测试所调整的第一数据重构网络和/或第一信道保护网络更加适应信道变化的环境。
下面结合仿真实例介绍采用本申请提供的通信方法的有益效果。
方案1:数据重构网络结合模拟噪声层,例如,变分自编码器(variational auto-encoder,VAE)联合信源信道编码(joint source-channel coding,JSCC)模拟(analog);
方案2:数据重构网络结合传统的polar信道保护,例如,数字单码本(digitalsingle-codebook)+Polar;
方案3:数据重构网络结合信道保护网络,例如,数字双码本(digital double-sodebook)JSCC;
仿真上述3种方案在不同压缩率、不同信噪比下的性能对比,压缩率为6x和12x,并且,对于方案1,设置2种训练信噪比(signal-to-noise ratio,SNR),分别是-4dB、8dB,对于方案2,设置2种训练SNR,分别是6dB、7dB、8dB(6x可选),对于方案3,设置3种训练SNR,分别是-4dB、2dB、8dB。
基线(baseline):端到端(end to end,E2E)0.778(可以是端到端网络识别准确率);E2E+数据网络(6x):0.773;E2E+数据网络(12x):0.7683。
广义压缩率:原始中间特征的整数值个数(例如特征图的像素值个数,如果中间特征的维度为(c1,a1,b1),则像素值个数可以是c1*a1*b1)/调制符号数(模拟方案将浮点值,即float映射到调制符号,数字方案将比特值映射到调制符号)。
6x:m=8,rate=0.5;12x:m=7,rate=0.4375,其中,m表示比特序列的长度,比特序列表示码本中每个数据对应的索引值。rate为信道码率(输入/信道保护网络处理后的输出):表示每个索引比特序列的长度与信道码本中比特序列的长度的比值。
图9为上述3种方案在不同条件下的仿真结果,图9的(a)为6x压缩率的仿真结果,图9的(b)为12x压缩率的仿真结果,横坐标为测试SNR,纵坐标为准确率(accuracy,ACC),可以表征性能,ACC越大即性能越好。
由图9可以得出:
对比上述3种方案:在信道条件较好时,两种数字方案(即方案2和方案3)都优于模拟方案(即方案1),在信道条件较差时,方案3可以保持较好性能,甚至可以和方案1的性能接近。
对比上述2种数字方案:高SNR下方案2和方案3性能相近,低SNR下方案3可以将SNR工作范围拉宽4-6dB左右,可见本申请提供的方案3在低信噪比条件下的性能优于其他数字方案,且在高信噪比条件下的性能优于模拟方案。
对于数据而言,本申请提供的数据重构网络可以将数据(2048*4*4)float值压缩得到的比特序列长度为512或者224比特,而通过传统信源编码JPEG/量化熵编码压缩得到的序列长度则远大于512比特,因此本申请提供的数据重构网络可以达到较好的压缩效果,节省传输的比特开销,并且在较大压缩率的基础上还可以保持良好的性能。在同压缩率情况下,本方案相较于传统信源编码JPEG/量化熵编码的性能更好。
上述流程图中虚线步骤为可选地步骤,且各步骤的先后顺序依照方法的内在逻辑确定,上述流程图中所示的序号仅为示例,不对本申请步骤的先后顺序造成限制。
还应理解,本申请实施例提供的方法可以单独使用,也可以结合使用,本申请对此不做限制。本申请实施例提供的各种实施方式可以单独使用,也可以结合使用,本申请对此不做限制。
应理解,本申请中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况,其中A,B可以是单数或者复数。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系,但也可能表示的是一种“和/或”的关系,具体可参考前后文进行理解。
本申请中,“至少一个项(个)“是指一项(个)或者多项(个),“至少两项(个)“以及“多项(个)”是指两项(个)或两项(个)以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指的这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如,a,b,或c中的至少一项(个),可以表示:a,b,c,a-b,a-c,b-c,或a-b-c,其中a,b,c可以是单个,也可以是多个。
需注意的是,图2、6-8中示意的执行主体仅为示例,该执行主体也可以是支持该执行主体实现图2、6-8所示方法的芯片、芯片系统、或处理器,本申请对此不作限制。
上文结合附图描述了本申请实施例的方法实施例,下面描述本申请实施例的装置实施例。可以理解,方法实施例的描述与装置实施例的描述可以相互对应,因此,未描述的部分可以参见前面方法实施例。
可以理解的是,上述各个方法实施例中,由第一装置实现的方法和操作,也可以由第一装置中的部件(例如芯片或者电路)实现,由第二装置实现的方法和操作,也可以由第二装置中的部件(例如芯片或者电路)实现。
上述主要从各个网元之间交互的角度对本申请实施例提供的方案进行了介绍。可以理解的是,各个网元,例如发射端设备或者接收端设备,为了实现上述功能,其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,本申请能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
本申请实施例可以根据上述方法示例对发射端设备或者接收端设备进行功能模块的划分,例如,可以对应各个功能划分各个功能模块,也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。需要说明的是,本申请实施例中对模块的划分是示意性的,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式。下面以采用对应各个功能划分各个功能模块为例进行说明。
图10是本申请实施例提供的通信装置的示意性框图。图10所示的通信装置1000包括收发单元1010和处理单元1020。收发单元1010可以与外部进行通信,处理单元1020用于进行数据处理。收发单元1010还可以称为通信接口或通信单元。
可选的,收发单元1010可以包括发送单元和接收单元。发送单元用于执行上述方法实施例中的发送操作。接收单元用于执行上述方法实施例中的接收操作。
需要说明的是,通信装置1000可以包括发送单元,而不包括接收单元。或者,通信装置1000可以包括接收单元,而不包括发送单元。具体可以视通信装置1000执行的上述方案中是否包括发送动作和接收动作。
可选地,该通信装置1000还可以包括存储单元,该存储单元可以用于存储指令或者和/或数据,处理单元1020可以读取存储单元中的指令或者和/或数据。
在一种设计中,通信装置1000可以用于执行上文方法实施例中第一装置所执行的动作。
可选地,该通信装置1000可以为第一装置,收发单元1010用于执行上文方法实施例中第一装置的接收或发送的操作,处理单元1020用于执行上文方法实施例中第一装置内部处理的操作。
可选地,该通信装置1000可以为包括第一装置的设备。或者,该通信装置1000可以为配置在第一装置中的部件,例如,第一装置中的芯片。这种情况下,收发单元1010可以为接口电路、管脚等。具体地,接口电路可以包括输入电路和输出电路,处理单元1020可以包括处理电路。
一种可能的实现方式中,处理单元1020用于获取数据,根据第一编码网络和第一数据码本确定该数据的索引,该第一编码网络用于编码该数据,该第一数据码本包括编码数据以及索引之间的对应关系,收发单元1010发送该数据的索引的信息。
一种可能的实现方式中,该处理单元1020还用于根据第一信息保护网络对该数据的索引进行处理得到浮点序列,进一步对该浮点序列处理得到比特序列,该收发单元1010还用于发送该比特序列。
一种可能的实现方式中,该处理单元1020还用于基于第一信道码本确定该数据的索引对应的比特序列,该收发单元1010还用于发送该比特序列,该第一信道码本包括该数据的索引和比特序列之间的对应关系。
一种可能的实现方式中,该处理单元1020或收发单元1010还用于获取该第一编码网络和该第一数据码本。
一种可能的实现方式中,该处理单元1020或收发单元1010还用于获取该第一信息保护网络或该第一信道码本。
一种可能的实现方式中,该第一信息保护网络基于信道状态信息和数据的索引训练得到,该数据的索引基于第二编码网络和第二数据码本得到。
一种可能的实现方式中,该第一信息保护网络基于信道状态信息、训练数据的索引以及损失函数训练得到,该损失函数与码字距离损失、信息重构损失和序列距离损失中的至少一项关联,该码字距离损失为第一浮点序列和第二浮点序列之间的距离损失,第一浮点序列为第一索引基于第二信息保护网络处理得到,第二浮点序列为第二索引基于该第二信息保护网络处理得到,该信息重构损失为该第二信息保护网络处理前的第三索引与根据第二信息恢复网络处理得到的第三索引之间的距离损失,第二信息恢复网络与第二信息保护网络对应,该序列距离损失为浮点序列和比特序列之间的距离损失,该浮点序列基于该第二信息保护网络处理得到,该比特序列为第二信道码本中包括的比特序列,第二信道码本为更新前的第一信道码本,第二信息保护网络为更新前的第一信息保护网络,第一索引、第二索引和第三索引基于第二编码网络和第二数据码本得到,第二编码网络为更新前的第一编码网络,第二数据码本为更新前的第一数据码本。
一种可能的实现方式中,该第一编码网络和该第一数据码本基于训练数据、第一信道保护网络、信道状态信息、该第二编码网络以及该第二数据码本训练得到,该第一信道保护网络包括该第一信息保护网络、第一信道码本和第一信息恢复网络,该第一信息恢复网络和第一信息保护网络对应。
一种可能的实现方式中,该第一数据码本中码字的长度和数量与编码数据的维度关联。
一种可能的实现方式中,该数据为中间特征,该码字的数量与以下至少一项关联:数据任务网络的压缩率、该第一装置的存储资源、该数据任务网络的性能。
一种可能的实现方式中,该数据任务网络为第一数据重构网络,第一数据重构网络包括第一编码网络、第一数据码本和第一解码网络中的至少一项,该第一编码网络和该第一解码网络对应。
一种可能的实现方式中,该收发单元1010还用于发送第一解码网络参数和该第一数据码本信息,该第一解码网络参数确定的第一解码网络与该第一编码网络对应,该第一数据码本信息用于确定第一数据码本。
一种可能的实现方式中,该收发单元1010还用于发送第二解码网络参数和第二数据码本信息,该第二解码网络参数确定的第二解码网络用于训练得到第一解码网络,该第一解码网络与该第一编码网络对应,该第二数据码本信息用于确定第二数据码本。
一种可能的实现方式中,该收发单元1010还用于发送第一信息恢复网络参数,该第一信息恢复网络参数确定的第一信息恢复网络与该第一信息保护网络对应。
一种可能的实现方式中,该收发单元1010还用于发送第二信息恢复网络参数,该第二信息恢复网络参数确定的第二信息恢复网络用于训练得到第一信息恢复网络,该第一信息恢复网络与该第一信息保护网络对应。
在另一种设计中,图10所示的通信装置1000可以用于执行上文方法实施例中第二装置所执行的动作。
可选地,该通信装置1000可以为第二装置,收发单元1010用于执行上文方法实施例中第二装置的接收或发送的操作,处理单元1020用于执行上文方法实施例中第二装置内部处理的操作。
可选地,该通信装置1000可以为包括第二装置的设备。或者,该通信装置1000可以为配置在第二装置中的部件,例如,第二装置中的芯片。这种情况下,收发单元1010可以为接口电路、管脚等。具体地,接口电路可以包括输入电路和输出电路,处理单元1020可以包括处理电路。
一种可能的实现方式中,收发单元1010用于接收数据的索引的信息,该数据的索引的信息用于确定该数据的索引,处理单元1020用于根据第一数据码本确定该数据的索引对应的数据,编码数据该第一数据码本包括编码数据以及索引之间的对应关系。
一种可能的实现方式中,该收发单元1010还用于接收比特序列,该处理单元1020还用于基于第一信息恢复网络对该比特序列处理得到该数据的索引。
一种可能的实现方式中,该处理单元1020还用于基于第一解码网络解码该编码数据得到解码数据。
一种可能的实现方式中,该收发单元1010或该处理单元1020还用于获取该第一解码网络和第一数据码本。
一种可能的实现方式中,该收发单元1010或该处理单元1020用于获取该第一信息恢复网络。
一种可能的实现方式中,该第一信息恢复网络基于信道状态信息和训练数据的索引训练得到,该训练数据的索引基于第二编码网络和第二数据码本得到。
一种可能的实现方式中,该第一信息恢复网络基于上行信道状态信息、训练数据的索引以及损失函数训练得到,该损失函数与码字距离损失、信息重构损失和序列距离损失中的至少一项关联,该码字距离损失为第一浮点序列和第二浮点序列之间的距离损失,第一浮点序列为第一索引基于第二信息保护网络处理得到,第二浮点序列为第二索引基于该第二信息保护网络处理得到,该信息重构损失为该第二信息保护网络处理前的第三索引与根据第二信息恢复网络处理得到的第三索引之间的距离损失,第二信息恢复网络与第二信息保护网络对应,该序列距离损失为浮点序列和比特序列之间的距离损失,该浮点序列基于该第二信息保护网络处理得到,该比特序列为第二信道码本中包括的比特序列,第二信道码本为更新前的第一信道码本,第二信息保护网络为更新前的第一信息保护网络,第一索引、第二索引和第三索引基于第二编码网络和第二数据码本得到,第二编码网络为更新前的第一编码网络,第二数据码本为更新前的第一数据码本。一种可能的实现方式中,该第一解码网络和该第一数据码本基于数据、信道状态信息、该第一信道保护网络、该第二编码网络以及该第二数据码本训练得到,该第一信道保护网络包括第一信息保护网络、第一信道码本和该第一信息恢复网络,该第一信息恢复网络和第一信息保护网络对应。
一种可能的实现方式中,该第一数据码本中码字的长度和数量与编码数据的维度关联。
一种可能的实现方式中,该数据为中间特征,该码字的数量与以下至少一项关联:数据任务网络的压缩率、该第二装置的存储资源、该数据任务网络的性能。
一种可能的实现方式中,该数据任务网络为第一数据重构网络,第一数据重构网络包括第一编码网络、第一数据码本和第一解码网络中的至少一项,该第一编码网络和该第一解码网络对应。
一种可能的实现方式中,该收发单元1010还用于接收第一解码网络参数和该第一数据码本信息,该第一解码网络参数和该第一数据码本信息用于确定该第一解码网络和第一数据码本。
一种可能的实现方式中,该收发单元1010还用于接收第二解码网络参数和第二数据码本信息,该第二解码网络参数用于确定第二解码网络,该第二数据码本信息用于确定第二数据码本,第二解码网络和第二数据码本用于训练得到该第一解码网络和该第一数据码本。
一种可能的实现方式中,该收发单元1010还用于接收第一信息恢复网络参数,该第一信息恢复网络参数用于确定该第一信息恢复网络。
一种可能的实现方式中,该收发单元1010还用于接收第二信息恢复网络参数,该第二信息恢复网络参数确定的第二信息恢复网络用于训练得到该第一信息恢复网络。
如图11所示,本申请实施例还提供一种通信装置1100。该通信装置1100包括处理器1110,处理器1110与存储器1120耦合,存储器1120用于存储计算机程序或指令或者和/或数据,处理器1110用于执行存储器1120存储的计算机程序或指令和/或者数据,使得上文方法实施例中的方法被执行。
可选地,该通信装置1100包括的处理器1110为一个或多个。
可选地,如图11所示,该通信装置1100还可以包括存储器1120。
可选地,该通信装置1100包括的存储器1120可以为一个或多个。
可选地,该存储器1120可以与该处理器1110集成在一起,或者分离设置。
可选地,如图11所示,该通信装置1100还可以包括收发器1130和/或通信接口,收发器1130和/或通信接口用于信号的接收和/或发送。例如,处理器1110用于控制收发器1130和/或通信接口进行信号的接收和/或发送。
可选地,可以将收发器1130中用于实现接收功能的器件视为接收模块,将收发器1130中用于实现发送功能的器件视为发送模块,即收发器1130包括接收器和发送器。收发器有时也可以称为收发机、收发模块、或收发电路等。接收器有时也可以称为接收机、接收模块、或接收电路等。发送器有时也可以称为发射机、发射器、发射模块或者发射电路等。
作为一种方案,该通信装置1100用于实现上文方法实施例中由第一装置执行的操作。例如,处理器1110用于实现上文方法实施例中由第一装置内部执行的操作(例如S210、S220、S410、S420、S430、S510、S520、S530、S620、S630、S720、S725、S730、S734、S810、S820的操作),收发器1130用于实现上文方法实施例中由第一装置执行的接收或发送的操作(例如S230、S230’、S610、S640、S650、S670、S710、S721、S722、S724、S731、S733、S740、S760的操作)。
作为一种方案,该通信装置1100用于实现上文方法实施例中由第二装置执行的操作。例如,处理器1110用于实现上文方法实施例中由第二装置内部执行的操作(例如S240、S250、S410、S420、S430、S510、S520、S530、S660、S723、S732、S750、S810、S820的操作),收发器1130用于实现上文方法实施例中由第二装置执行的接收或发送的操作(例如S230、S230’、S610、S640、S650、S670、S710、S721、S722、S724、S731、S733、S740、S760的操作)。
本申请实施例还提供一种通信装置1200,该通信装置1200可以是终端设备或网络设备,也可以是终端设备或网络设备中的芯片。该通信装置1200可以用于执行上述方法实施例中由第一装置或第二装置所执行的操作。
图12示出了一种简化的通信装置的结构示意图。如图12所示,该通信装置1200包括处理器、存储器、射频电路、天线以及输入输出装置。处理器主要用于对通信协议以及通信数据进行处理,以及对通信装置1200进行控制,执行软件程序,处理软件程序的数据等。存储器主要用于存储软件程序和数据。射频电路主要用于基带信号与射频信号的转换以及对射频信号的处理。天线主要用于收发电磁波形式的射频信号。输入输出装置,例如触摸屏、显示屏,键盘等主要用于接收用户输入的数据以及对用户输出数据。
当需要发送数据时,处理器对待发送的数据进行基带处理后,输出基带信号至射频电路,射频电路将基带信号进行射频处理后将射频信号通过天线以电磁波的形式向外发送。当有数据发送到通信装置1200时,射频电路通过天线接收到射频信号,将射频信号转换为基带信号,并将基带信号输出至处理器,处理器将基带信号转换为数据并对该数据进行处理。为便于说明,图12中仅示出了一个存储器和处理器,在实际的产品中,可以存在一个或多个处理器和一个或多个存储器。存储器也可以称为存储介质或者存储设备等。存储器可以是独立于处理器设置,也可以是与处理器集成在一起,本申请实施例对此不做限制。
在本申请实施例中,可以将具有收发功能的天线和射频电路视为该通信装置1200的收发单元,将具有处理功能的处理器视为通信装置1200的处理单元。
如图12所示,该通信装置1200包括收发单元1210和处理单元1220。收发单元1210也可以称为收发器、收发机、收发装置或收发电路等。处理单元1220也可以称为处理器,处理单板,处理模块、处理装置等。
可选地,可以将收发单元1210中用于实现接收功能的器件视为接收单元,将收发单元1210中用于实现发送功能的器件视为发送单元,即收发单元1210包括接收单元和发送单元。接收单元有时也可以称为接收机、接收器、接收装置或接收电路等。发送单元有时也可以称为发射机、发射器、发射装置或发射电路等。
一种实现方式中,处理单元1220和收发单元1210用于执行第一装置侧的操作。
示例地,处理单元1220用于执行S210、S220、S410、S420、S430、S510、S520、S530、S620、S630、S720、S725、S730、S734、S810、S820的操作。收发单元1210用于执行S230、S230’、S610、S640、S650、S670、S710、S721、S722、S724、S731、S733、S740、S760中的收发操作。
另一种实现方式中,处理单元1220和收发单元1210用于执行第二装置侧的操作。
示例地,处理单元1220用于执行S240、S250、S410、S420、S430、S510、S520、S530、S660、S723、S732、S750、S810、S820的操作。收发单元1210用于执行S230、S230’、S610、S640、S650、S670、S710、S721、S722、S724、S731、S733、S740、S760中的收发操作。
应理解,图12仅为示例而非限定,上述包括收发单元和处理单元的通信装置1200可以不依赖于图12所示的结构。
当该通信装置1200为芯片时,该芯片包括收发单元和处理单元。其中,收发单元可以是输入输出电路或通信接口;处理单元可以为该芯片上集成的处理器或者微处理器或者集成电路。
如图13,本申请实施例还提供了一种通信装置1300。该通信装置1300包括逻辑电路1310以及输入/输出接口(input/output interface)1320。
其中,逻辑电路1310可以为通信装置1300中的处理电路。逻辑电路1310可以耦合连接存储单元,调用存储单元中的指令,使得通信装置1300可以实现本申请各实施例的方法和功能。输入/输出接口1320,可以为通信装置1300中的输入输出电路,将通信装置1300处理好的信息输出,或将待处理的数据或信令信息输入通信装置1300进行处理。
作为一种方案,该通信装置1300用于实现上文各个方法实施例中由第一装置执行的操作。
例如,逻辑电路1310用于实现上文方法实施例中由第一装置执行的处理相关的操作,如,用于实现S210、S220、S410、S420、S430、S510、S520、S530、S620、S630、S720、S725、S730、S734、S810、S820中的处理操作。输入/输出接口1320用于实现上文方法实施例中由第一装置执行的发送和/或接收相关的操作,如S230、S230’、S610、S640、S650、S670、S710、S721、S722、S724、S731、S733、S740、S760中第一装置的收发操作。逻辑电路1310执行的操作具体可以参见上文对处理单元1020的说明,输入/输出接口1320执行的操作可以参见上文对收发单元1010的说明,这里不再赘述。
作为另一种方案,该通信装置1300用于实现上文各个方法实施例中由第二装置执行的操作。
例如,逻辑电路1310用于实现上文方法实施例中由第二装置执行的处理相关的操作,如,方法实施例中的第二装置执行的处理相关的操作,输入/输出接口1320用于实现上文方法实施例中由第二装置执行的发送和/或接收相关的操作,如,S230、S230’、S610、S640、S650、S670、S710、S721、S722、S724、S731、S733、S740、S760中第二装置的收发操作。逻辑电路1310执行的操作具体可以参见上文对处理单元920的说明,如S240、S250、S410、S420、S430、S510、S520、S530、S660、S723、S732、S750、S810、S820中第二装置的处理操作。逻辑电路1310执行的操作具体可以参见上文对处理单元1020的说明,输入/输出接口1320执行的操作可以参见上文对收发单元1010的说明,这里不再赘述。
应理解,上述通信装置可以是一个或多个芯片。例如,该通信装置可以是现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA),可以是专用集成芯片(applicationspecific integrated circuit,ASIC),还可以是系统芯片(system on chip,SoC),还可以是中央处理器(central processor unit,CPU),还可以是网络处理器(networkprocessor,NP),还可以是数字信号处理电路(digital signal processor,DSP),还可以是微控制器(micro controller unit,MCU),还可以是可编程控制器(programmable logicdevice,PLD)或其他集成芯片。
在实现过程中,上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成,或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器,闪存、只读存储器,可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器,处理器读取存储器中的信息,结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复,这里不再详细描述。
应注意,本申请实施例中的处理器可以是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。在实现过程中,上述方法实施例的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成,或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器,闪存、只读存储器,可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器,处理器读取存储器中的信息,结合其硬件完成上述方法的步骤。
可以理解,本申请实施例中的存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器,或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中,非易失性存储器可以是只读存储器(read-only memory,ROM)、可编程只读存储器(programmable ROM,PROM)、可擦除可编程只读存储器(erasable PROM,EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(electrically EPROM,EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(random access memory,RAM),其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明,许多形式的RAM可用,例如静态随机存取存储器(static RAM,SRAM)、动态随机存取存储器(dynamic RAM,DRAM)、同步动态随机存取存储器(synchronous DRAM,SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(double data rateSDRAM,DDR SDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(enhanced SDRAM,ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(synchlink DRAM,SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(directrambus RAM,DR RAM)。应注意,本文描述的系统和方法的存储器旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
根据本申请实施例提供的方法,本申请还提供一种计算机可读介质,该计算机可读介质存储有程序代码,当该程序代码在计算机上运行时,使得该计算机执行方法实施例所示的方法。例如,该计算机程序被计算机执行时,使得该计算机可以实现上述方法实施例中由第一装置执行的方法,或由第二装置执行的方法。
本申请实施例还提供一种包含指令的计算机程序产品,该指令被计算机执行时使得该计算机实现上述方法实施例中由第一装置执行的方法,或由第二装置执行的方法。
上述提供的任一种通信装置中相关内容的解释及有益效果均可参考上文提供的对应的方法实施例,此处不再赘述。
在上述实施例中,可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时,可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机指令时,全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line,DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如,软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如,高密度数字视频光盘(digital video disc,DVD))、或者半导体介质(例如,固态硬盘(solid state drive,SSD))等。
上述各个装置实施例中的第一装置,第二装置与方法实施例中的第一装置,第二装置对应,由相应的模块或单元执行相应的步骤,例如通信单元(收发器)执行方法实施例中接收或发送的步骤,除发送、接收外的其它步骤可以由处理单元(处理器)执行。具体单元的功能可以参考相应的方法实施例。其中,处理器可以为一个或多个。
在本说明书中使用的术语“部件”、“模块”、“系统”等用于表示计算机相关的实体、硬件、固件、硬件和软件的组合、软件、或执行中的软件。例如,部件可以是但不限于,在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行文件、执行线程、程序和/或计算机。通过图示,在计算设备上运行的应用和计算设备都可以是部件。一个或多个部件可驻留在进程和/或执行线程中,部件可位于一个计算机上和/或分布在两个或更多个计算机之间。此外,这些部件可从在上面存储有各种数据结构的各种计算机可读介质执行。部件可例如根据具有一个或多个数据分组(例如来自与本地系统、分布式系统和/或网络间的另一部件交互的二个部件的数据,例如通过信号与其它系统交互的互联网)的信号通过本地和/或远程进程来通信。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory,ROM)、随机存取存储器(random access memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (21)
1.一种数据的传输方法,其特征在于,包括:
第一装置获取数据;
所述第一装置根据第一编码网络和第一数据码本确定所述数据的索引,所述第一编码网络用于编码所述数据,所述第一数据码本包括编码数据以及索引之间的对应关系;
所述第一装置发送所述数据的索引的信息。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一编码网络和所述第一数据码本基于训练数据、第一信道保护网络、信道状态信息、第二编码网络以及第二数据码本训练得到,所述第一信道保护网络包括第一信息保护网络、第一信道码本和第一信息恢复网络,所述第一信息恢复网络和所述第一信息保护网络对应。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述数据的索引的信息包括:比特序列,所述比特序列是对浮点序列进行处理得到的,所述浮点序列是根据所述第一信息保护网络对所述数据的索引进行处理得到。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述数据的索引的信息包括:比特序列,所述比特序列是基于所述第一信道码本和所述数据的索引确定的,所述第一信道码本包括所述数据的索引与所述比特序列之间的对应关系。
5.根据权利要求2或3所述的方法,其特征在于,所述第一信息保护网络基于信道状态信息、训练数据的索引以及损失函数训练得到,其中,所述损失函数与码字距离损失、信息重构损失和序列距离损失中的至少一项关联。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其特征在于,所述第一数据码本中码字的长度和数量与所述编码数据的维度关联。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述码字的数量与以下至少一项关联:
数据任务网络的压缩率、所述第一装置的存储资源、所述数据任务网络的性能。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述数据任务网络包括所述第一编码网络、所述第一数据码本和第一解码网络中的至少一项,所述第一编码网络和所述第一解码网络对应。
9.一种数据的传输方法,其特征在于,包括:
第二装置接收数据的索引的信息,所述数据的索引的信息用于确定所述数据的索引;
所述第二装置根据第一数据码本确定所述数据的索引对应的编码数据,所述第一数据码本包括编码数据以及索引之间的对应关系。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述数据的索引的信息包括:比特序列,所述方法还包括:
所述第二装置基于第一信息恢复网络对所述比特序列处理得到所述数据的索引。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述第一信息恢复网络基于信道状态信息、训练数据的索引以及损失函数训练得到,其中,所述损失函数与码字距离损失、信息重构损失和序列距离损失中的至少一项关联。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
所述第二装置基于第一解码网络解码所述编码数据得到解码数据。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述第一解码网络和所述第一数据码本基于训练数据、信道状态信息、第一信道保护网络、第二编码网络以及第二数据码本训练得到,所述第一信道保护网络包括第一信息保护网络和第一信息恢复网络,所述第一信息恢复网络和所述第一信息保护网络对应。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的方法,其特征在于,所述第一数据码本中码字的长度和数量与所述编码数据的维度关联。
15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,所述码字的数量与以下至少一项关联:
数据任务网络的压缩率、所述第二装置的存储资源、所述数据任务网络的性能。
16.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,所述数据任务网络包括第一编码网络、所述第一数据码本和所述第一解码网络中的至少一项,所述第一编码网络和所述第一解码网络对应。
17.一种通信装置,其特征在于,所述装置包括用于执行如权利要求1至8中任一项所述方法的每个步骤的单元,或所述装置包括用于执行如权利要求9至16中任一项所述方法的每个步骤的单元。
18.一种通信装置,其特征在于,所述装置包括处理器,所述处理器与存储器耦合,所述存储器存储有指令,所述指令被所述处理器运行时,
使得所述处理器执行如权利要求1至8中任意一项所述的方法,或者
使得所述处理器执行如权利要求9至16中任意一项所述的方法。
19.一种通信装置,其特征在于,所述装置包括逻辑电路,所述逻辑电路用于与输入/输出接口耦合,通过所述输入/输出接口传输数据,以执行如权利要求1至8中任一项所述的方法,或者,以执行如权利要求9至16中任一项所述的方法。
20.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质用于存储计算机程序,当所述计算机程序在计算机上运行时,使得所述计算机执行如权利要求1至8中任一项所述的方法,或使得所述计算机执行如权利要求9至16中任一项所述的方法。
21.一种计算机程序产品,其特征在于,所述计算机程序产品包括:计算机程序代码,当所述计算机程序代码被运行时,实现如权利要求1至8中任一项所述的方法,或实现如权利要求9至16中任一项所述的方法。
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