语义通信作为 6G 关键潜在技术,打破传统符号级传输范式,聚焦信息 “意义” 的高效传递与理解,通过 AI 与通信网络深度融合,实现语义特征提取、编码与恢复的协同优化,为 6G 从 “可连接” 迈向 “可理解、自演进” 提供核心支撑。
报告明确三大典型应用场景:低信噪比与有损传输场景(如空天地一体化应急救援、无人机巡检),通过语义压缩与优先级传输保障关键信息可靠传递;业务体验增强场景(如 XR、生成式 VR 视频),提升沉浸式服务的传输效率与实时性;人 - 机 - 物交互增强场景(如多车协同感知、工业智能体通信),赋能设备间高效认知交互。此外,语义通信还可应用于 6G 网内数据压缩,优化数字孪生网络与控制面性能。
基础理论方面,构建了基于同义映射的语义信息论框架,定义语义熵、语义互信息等核心度量指标,提出语义编码三大定理;创新信息传导率指标,实现语义通信系统传输能力的统一量化;模分多址(MDMA)技术通过语义域区分用户,在上下行链路设计中融合公共与专用语义信息,显著提升多用户传输适配度。
系统设计聚焦端到端架构,涵盖语义提取、编码、传输、解码全流程,构建了包含传输效率、多模态专用、一致性及任务驱动的多维度评估指标体系。同时,提出加密语义通信兼容框架、MAC-PHY 跨层适配方法等,确保与现有通信系统无缝兼容,并设计核心网与接入网协同的语义网络架构,新增 SCCF 控制模块与 MMU 模型管理单元。
关键技术涵盖八大方向,包括基于信源信道联合编码的 CSI 反馈、多模态数据语义传输、语义重要性驱动的跨层优化、语义知识库赋能、MDMA 新型多址接入、全双工无反馈语义通信、语义效用通信及模型管理技术,充分融合深度学习、扩散模型等 AI 技术,提升传输鲁棒性与效率。
试验验证方面,搭建了支持通信与智能深度融合的语义通信仿真平台,实现多模态业务端到端传输验证;通过原型系统完成空口功能、MDMA 技术及图像 / 视频传输验证,实测表明语义通信在低信噪比场景下可避免传统通信 “悬崖效应”,显著提升重建质量与传输稳定性。
语义通信通过 “理解 - 压缩 - 传输” 的创新范式,大幅提升通信效率与智能交互能力,未来将在 6G 泛在连接、绿色通信等目标实现中发挥关键作用,推动通信网络向智能化、高效化跨越。
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