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中國工程院院士張平:人工智慧使語義通訊成為可能

當下,智慧化應用的加速落地推廣對無線通訊的要求也有所提升,未來通訊網路將從單純追求高傳輸速率的傳統架構向面向萬物智聯的全新架構轉變。在通訊速率已逼近夏農極限的情況下,語義通訊有可能從根本上解決基於資料的傳統通訊協議中存在的跨系統、跨協議、跨網路、跨人—機不相容和難互通等問題,真正實現“萬物透明智聯”的宏偉願景。

近日,張平院士出席“5G網路創新研討會”並發表了題為《智慧時代通訊技術及設計原則思考及實踐》的演講,張平認為,人工智慧在演算法、算力、資料方面巨大進步,能夠提取影象、文字、語音的語義資訊,使語義通訊在工程層面成為可能。

張平表示通訊發展所遭遇的瓶頸,主要體現在以下方面。

在資訊壓縮層面

,基於統計機率,香濃建立了資訊無失真壓縮理論與限失真壓縮理論;但已經逼近資訊熵/率失真函式極限,繼續壓縮複雜度開銷巨大但收效甚微。

在資訊傳輸方面

,語法通訊透過增加資訊傳輸物理維度、改變資源挖掘利用方式等提升通訊系統容量效能;且天線數目多、優質頻譜稀缺、能量消耗巨大等,難以可持續發展。

另外,新型通訊物件大量湧現,如不同型別機器人(如無人機、機械臂、無人車、機械狗等)等,與人類的通訊需求和資訊接受方式差異巨大,催生對於通訊的新型需求,語法通訊難以高效承載,但算力演算法的進步使“新道”(語義通訊)成為可能。

人工智慧在演算法、算力、資料方面巨大進步,能夠提取影象、文字、語音的語義資訊,使語義通訊在工程層面成為可能。與經典語法通訊相比,語義通訊在處理物件、處理方法、先驗知識及評估準則等方面均有重要差異。語法通訊的評估準則是位元級的無差錯傳輸,而語義通訊是與信源模態、傳輸目的或任務有關。在處理方法方面,語法通訊以信源通道的分離設計為主,語義通訊是以信源通道的聯合設計為主。

“新道”的重要意義在於能夠激發潛在的廣泛應用。在6G智慧簡約演進和6G萬物智聯方面,推動全域通訊、感知互動自主機器人等發展;賦能更多垂直行業,深度覆蓋連結工業網際網路、智慧無人系統網路。同時,也可以變革晶片設計。傳統的晶片設計只涵蓋了通訊資訊和訊號處理,但變革後的聯合設計包括AI+通訊。也可以從基礎理論創新出發,改變通訊資訊層次,扭轉“倒金字塔”結構,重塑健康產業生態。

END

責編/版式:黃楊洋

稽核:申晴

監製:劉啟誠