语义通信白皮书-2024全球6G技术大会

语义通信是一种新兴的通信模式，其核心在于传递信息的含义和重要性，而非仅关注符号本身的准确传输。这一概念在过去的几十年里逐步发展，特别是在无线通信系统接近香农极限时，成为了解决通信效率和准确性问题的关键。与传统的语法通信相比，语义通信更侧重于实现语义信息的准确交互，这在人机交互、全息通信、智能制造等领域展现出广阔的应用前景。

关键模块与技术

语义知识库构建

语义知识库是语义通信的核心组成部分，它允许系统理解和处理复杂的语义信息。通过构建和优化语义知识库，可以提高通信系统的智能性和适应性。这些知识库通常包含大量的语义实体、关系和上下文信息，支持更高效的信息处理和传输。

语义-信道联合编解码

在这一模块中，通信系统不仅考虑了信号的物理特性（如信道特性），还考虑了语义内容的特征，以提高传输效率和准确性。通过联合编解码，系统能够更好地适应各种通信环境，包括噪声、干扰和误码率高的情况。

语义信息传输

语义信息传输模块专注于如何有效地将语义信息从发送端传输到接收端。这包括识别和提取语义信息、选择合适的传输策略和协议，以及处理在传输过程中可能遇到的各种挑战，如延迟、丢包和误码。

兼容性与现有系统整合

语义通信系统需要与现有的信源编码、经典通信系统以及其他网络（如数字通信网络、认知网络、分布式网络、安全网络和卫星网络）兼容，以实现无缝集成和扩展。

应用场景与挑战

语义通信在多个领域展现出应用潜力，包括但不限于文本、语音、图像、视频通信以及多模态和多用户通信。然而，实现高效的语义通信也面临着诸多挑战，如语义噪声的抑制、多模态融合、多任务处理、多用户资源管理、安全性和隐私保护等。此外，随着技术的发展，如何优化通信波形、提高资源分配效率、增强系统的鲁棒性和安全性是未来研究的重要方向。

展望

随着新一代通信技术和人工智能的不断进步，语义通信有望在未来的无线网络中发挥重要作用。通过解决当前的挑战，语义通信将为用户提供更加高效、可靠和智能的通信体验，推动社会信息化进程的加速发展。