一种基于非线性变换的模拟视频传输框架

Federated AirNet: Hybrid Digital-Analog Neural Network Transmission for Federated Learning

A key issue in federated learning over wireless channels is how to exchange a large number of the model parameters via time-varying channels. Two types of solutions based on digital and analog schemes are used typically. The digital-based solution takes quantization and entropy coding for compression, whereas transmissions via wireless channels may cause catastrophic errors owing to the all-or-nothing behavior in entropy coding. The analog-based solutions such as AirNet and AirComp use analog modulation for the parameter transmissions. However, such an analog scheme often causes significant di…

通过模拟纠错实现高效图像传输

Efficient Image Transmission Through Analog Error Correction

本文提出了一种新的模式，图像传输模拟纠错码。传统的方案依赖于通过量化（这不可避免地导致显著的带宽扩展）来数字化图像，并通过数字纠错码（其不自动区分比特之间的不同重要性级别）来传输二进制比特流。为了在传输效率和质量方面取得更好的整体性能，我们建议使用单个模拟纠错码来代替数字量化、数字编码和数字调制。关键是正确地进行模拟编码。我们表明，这可以通过巧妙地利用一个优雅的“蝴蝶”混沌系统的属性。具体来说，我们展示了咬尾三分支面包师的地图代码和最大似然解码算法。仿真结果表明，所提出的模拟码实际上可以优于数字Turbo码，迄今为止已知的最好的代码之一。本文讨论的结果和调查结果的体积说话的有前途的潜力的模拟代码，尽管他们的相当短的历史。

基于深度学习的面向人类感知的伪模拟视频传输

Human-Perception-Oriented Pseudo Analog Video Transmissions with Deep Learning

近年来，伪模拟传输由于其能够缓解视频组播场景中的悬崖效应而受到越来越多的关注。现有的伪模拟系统都是在最小均方误差准则下进行优化的，而没有考虑到感知视频质量。在本文中，我们提出了一种基于人类感知的伪模拟视频传输系统ROIC-Cast，其目的是智能地提高感兴趣区域（ROI）部分的传输质量。首先，采用经典的基于深度学习的显著性检测算法，将连续视频序列分解为感兴趣区域和非感兴趣区域块。其次，采用有效的压缩方法减少ROI提取模块产生的边信息的数据量。然后，功率分配方案被制定为一个凸问题，并在一个封闭的形式推导出的最佳传输功率的ROI和非ROI块。最后，通过与几个现有系统的比较，例如，KMV-Cast、SoftCast和DAC-RAN。在信道信噪比分别为-5dB，0 dB，5dB和10 dB的情况下，与其他系统相比，所提出的ROIC-Cast可以实现超过4.1dB的ROI峰值信噪比增益。这种显著的性能改进是由于自动ROI提取、高效数据压缩以及自适应功率分配。

基于SDR的伪模拟无线视频传输系统设计

A Design of SDR-based Pseudo-Analog Wireless Video Transmission System

伪模拟无线视频传输技术可以提高传统数字系统在视频广播场景中的有效性、可靠性和鲁棒性。虽然IEEE 802.11系列的一些原型已经开发出来供研究人员进行仿真和实验，但它们通常价格昂贵，并且对物理层的访问非常有限。更重要的是，这些原型不能用于验证新提出的伪模拟无线视频传输算法的正确性直接由于有限的调制方式，他们可以支持。在本文中，我们提出了一种新的设计软件无线电平台（SDR）基于伪模拟无线视频收发器，这是完全透明的，允许用户了解所有的实现细节。首先，从率失真理论的角度证明了模拟方法也可以达到数字方法的最佳性能。然后，我们描述了设计过程中存在的两个硬件实现难点：数据格式修改和非线性失真。接下来，我们介绍了所设计的收发器的实现细节。最后，我们分析了所设计的收发器的性能。具体而言，结果表明，所设计的系统可以有效地工作在模拟和实验。