Semantic communication is envisioned as a promising technique to break through the Shannon limit. However, semantic inference and semantic error correction have not been well studied. Moreover, error correction methods of existing semantic communication frameworks are inexplicable and inflexible, which limits the achievable performance. In this paper, to tackle this issue, a knowledge graph is exploited to develop semantic communication systems. Two cognitive semantic communication frameworks are proposed for the single-user and multiple-user communication scenarios. Moreover, a simple, general, and interpretable semantic alignment algorithm for semantic information detection is proposed. Furthermore, an effective semantic correction algorithm is proposed by mining the inference rule from the knowledge graph. Additionally, the pre-trained model is fine-tuned to recover semantic information. For the multi-user cognitive semantic communication system, a message recovery algorithm is proposed to distinguish messages of different users by matching the knowledge level between the source and the destination. Extensive simulation results conducted on a public dataset demonstrate that our proposed single-user and multi-user cognitive semantic communication systems are superior to benchmark communication systems in terms of the data compression rate and communication reliability. Finally, we present realistic single-user and multi-user cognitive semantic communication systems results by building a software-defined radio prototype system.


翻译:将语义通信设想为打破香农限制的有希望的技术,然而,尚未对语义推断和语义错误校正进行充分研究;此外,现有语义通信框架的错误纠正方法是无法解释的和不灵活的,限制了可实现的性能。在本文件中,为了解决这一问题,将知识图用于开发语义通信系统;为单一用户和多用户通信设想提出了两种认知语义通信框架;此外,还提出了用于检测语义信息的简单、一般和可解释的语义协调算法。此外,通过从知识图中挖掘推断规则,提出了有效的语义更正算法。此外,预先培训的模型对恢复语义信息作了微调调整。对于多用户认知语义通信系统来说,建议了一种信息恢复算法,通过将源与目的地之间的知识水平相匹配来区分不同用户的信息。在公共数据集上进行的广泛的模拟结果表明,我们拟议的单用户和多用户认知语义语义通信系统是比标准化的通信系统更高级的。最后,用数据用户定义的通信系统确定了我们目前的可靠度,并按数据定义的通信系统的可靠度衡量系统。</s>

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