张平院长：语义通信是突破通信发展瓶颈的有效途径

       7月19日，2024世界物联网500强峰会在北京召开，本次峰会举行了开幕式、主题报告、500强企业论坛、生态合作伙伴签约仪式、2024世界物联网排行榜500强企业代表授牌仪式等重要活动。期间，中国工程院院士、中关村泛联院院长张平做题为“6G：泛在智能的通信理论及实践”的重要报告。

       张平指出，通信的发展面临着理论性、智能性、灵活性三大瓶颈。从理论性来看，当今信息通信系统已逼近经典信息论预言的理论极限，针对6G发展而言，功耗过大为可持续发展带来挑战。从智能性来看，AI为通信发展提供新思路，然而AI的设计与传统通信存在差异，现有AI辅助空口设计主要针对单一模块技术提供优化，其成本的提升带来的实际增益有限。从灵活性来看，信源压缩、信道传输等模块，能够分别针对各自目标实现最优化，但这种结果僵化的多级处理模式难以获得系统最优性能。
       据张平介绍，语义通信是突破以上三大瓶颈的有效途径，将成为通信与AI融合的关键。张平团队在论文《语义通信的数学理论》中全面阐述了语义信息理论的数学框架，这是对经典信息论的自然延伸。文中揭示了同义性是语义信息的本质特征，从同义映射这一核心概念出发，建立完整的语义信息理论框架，全面扩展了通信系统的理论极限。在语义信息论的指导下，团队提出了语义基物理模型，为通信与智能融合奠定基础，赋能现代语义通信系统的柔性化智能设计；以语义基模型为基础，进一步提出了非线性变换编码、模分多址(MDMA)、语义全双工(SDD)等多项代表性的语义通信关键技术。该模型的建立可实现将知识代替比特成为传输的量值，打造了新的通信范式。团队还搭建了国际首个面向6G智能通信融合外场试验网，打造开放的联合研发、测试验证环境，验证了语义通信可以在4G、5G链路上可以达到6G的传输能力。
       最后，张平提到，所谓的“智简”，意义在于打破经典理论对人们思想的禁锢。通信发展要顺应AI+通信的时代潮流，同时也要符合理论指导下的自洽，并充分考虑工程上的多重限制因素，使AI的引入能够实现额外增益。在5G物联网升级至6G智联网的过程中，传统通信将遇到极大挑战，在整个网内流动和交换的将是知识，而非原来冷冰冰的符号，这些知识形成的模型对复杂环境下的传输将会带来不同的机制和体验。