短いブロックチャネル符号に対する意味誤り訂正とデコード方式

概要: 本論文は、複数の短いブロック符号を用いて、ノイズのある無線チャネル上で自然言語文を送信するための、意味強化型受信機フレームワークを提示する。ASCII符号化の後、文をセグメントに分割し、それぞれを独立に短いブロック符号で符号化して、AWGNチャネル上で送信する。受信側では、セグメントを並列に復号し、その後に意味誤り訂正（SEC）モデルを適用する。SECモデルは言語モデルの文脈を用いて、破損したセグメントを再構成する。さらに、複数の候補再構成を生成し、重み付きハミング距離によって最良のものを選択する意味リスト復号（SLD）を提案する。また、CRCベースの誤り検出を信頼度スコアに置き換えることで、CRCのオーバーヘッドなしに選択的セグメント再送を可能にする、意味的信頼度誘導型HARQ（SHARQ）メカニズムも提案する。これらの全モジュールは、双方向および自己回帰型トランスフォーマ（BART）を用いて設計・学習される。シミュレーション結果は、提案方式が、同一レートにおける従来の容量に近づく短い符号および長い符号よりも顕著に優れていることを示す。具体的には、SECはプレーンな短い符号伝送に対して約0.4 dBのBLER利得を与え、SLDはこれを0.8 dBにまで拡大する。文全体を単一の長い5G LDPC符号語として送信する場合と比べて、本アプローチは意味の忠実性を大きく向上させ、復号遅延を最大90\%低減する。SHARQはさらに、従来のHARQに対して追加で1.5 dBの利得を提供する。