目录
- 动机:为什么作者想要解决这个问题?
- 贡献:作者在这篇论文中完成了什么工作(创新点)?
- 规划:他们如何完成工作?
- 理由:通过什么实验验证它们的工作结果
- 自己的看法
动机:为什么作者想要解决这个问题?
一些IoT设备具有一定的能力来处理简单的DL(Deep learning)模型,但有限的内存、计算和电池容量仍然阻碍了 DL 的广泛应用。
因此,DL 模型更新的负担通常转移到云/边缘平台 。具体而言,DL 模型基于来自 IoT 设备的数据在云/边缘平台上训练,然后再将经过训练的模型分发到 IoT 设备。
然而,在空中传输的数据可能会被无线信道扭曲,这可能会导致不正确的训练结果,即局部最优;此外,在带宽有限的情况下,DL 模型中的大量参数将导致DL模型分发的高延迟。
因此,面临两个关键问题,即:
①如何通过无线通道将数据准确传输
到云/边缘平台以进行模型训练?
②如何减少DL模型中的参数数量
以降低物联网设备的延迟和功耗?
针对关键问题①,采用语义通信
;针对关键问题②,采用network slimmer
通过上述两个关键问题,作者又展开引出了三个question:
Question 1: 如何在无线衰落信道
上设计语义通信系统?
Question 2: 如何形成星座
,让容量受限的物联网设备用得起?
Question 3: 如何压缩语义模型
以在物联网设备上实现快速模型传输和低成本实现?
贡献:作者在这篇论文中完成了什么工作(创新点)?
- 针对Question 1,通过分析 CSI 对衰落信道上 DL 模型训练的影响,提出了一个 CSI 辅助语义通信系统来加速模型收敛,其中 CSI 通过去噪神经网络进行改进。
- 针对Question 2,为了使容量受限的设备能够负担得起数据传输和接收,我们设计了一个有限位数的星座
- 针对Question 3,提出了一种模型压缩算法,包括network sparsification and quantization,通过修剪冗余连接和量化权重来减少 DL 模型的大小
规划:他们如何完成工作?
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针对Question 1,利用 LS Estimator进行
信道估计
,得到粗略的 CSI,再利用注意力引导的去噪卷积神经网络 (ADNet) 来改进 CSI。
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针对Question 2,将 X X X量化为 m m m位整数,使 X X X的范围缩小到 2 m 2^m 2m的大小。例如当 m = 8 m = 8 m=8时,星座的大小减少到256,然后 X q u a n t i z e X_{quantize} Xquantize反量化还原 X X X。这样的 X d e q u a n t i z e X_{dequantize} Xdequantize与 X X X的分布相似,但星座点较少,有利于降低硬件发射机成本并尽可能保持性能。其中 X X X是本地IoT设备最后一层激活的输出。
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针对Question 3
① Network Sparsification:修剪权重值较小的连接,即设定一个threshold
,具体公式见论文 III. B. 1)
② Network Quantization:包括权重量化
和激活量化
,具体公式见论文 III. B. 2)
理由:通过什么实验验证它们的工作结果
- The benchmark approach:基于独立的信源编码和信道编码技术,信源编码采用变长编码(哈夫曼编码),信道编码采用Turbo 编码和 ReedSolomon (RS) 编码
- 与benchmark approach做了一系列的对比
自己的看法
- 总的来说:提出了一种语义通信系统轻量化的方法。
- 具体来说:
开发了一种CSI辅助训练的方法,减少衰落信道对传输的影响;
定制了语义星座,使其可以在容量受限的物联网设备上实现;
提出了一种模型压缩算法,通过修剪冗余连接和量化权重来减少 DL 模型的大小。