語義通信專題導讀

專題策劃人

陸建華，清華大學電子工程系教授，中國科學院院士，國家自然科學基金委員會黨組成員、副主任，IEEE Fellow，中國電子學會會士，中國通信學會會士，中國人工智能學會會士，《中國通信（英文版）》主編，中國電子學會副理事長，國務院學位委員會信息與通信工程學科評議組召集人；主要從事空間網絡、寬帶無線通信、信息與信號處理等研究；取得的多項創新科技成果在國家繞月探測、大容量微波接力系統等工程中獲得重要應用；受邀在多個全球學術會議上做學術報告，獲國家自然科學二等獎、國家技術發明二等獎，以及“中國衛星應用杰出貢獻獎”等獎項，被授予“探月工程嫦娥二號任務突出貢獻者”稱號；發表主要學術論文200余篇，獲國家發明專利80余項。

陶曉明，清華大學電子工程系教授、博士生導師，國家杰出青年科學基金獲得者，中國電子學會青年女科學家俱樂部第一屆理事會輪值主席，中國電子學會通信分會副主任，中國通信學會通信理論與信號處理專業委員會副主任，中國圖象圖形學學會圖像視頻通信專業委員會副主任，《IEEE Transactions on Wireless Communications》 《China Communications》 《Pattern Recognition》編輯；主要從事無線多媒體通信、多媒體計算通信、語義通信等研究；取得的多項創新科技成果在國家平安鄉村、智慧城市等工程中獲得重要應用；受邀在IEEE Globecom 等旗艦國際會議上做專題報告，獲北京市科技進步一等獎、教育部科學技術進步獎一等獎、中國人工智能學會技術發明一等獎，以及中國青年科技獎、中國青年女科學家獎、科學探索獎等獎項；發表主要學術論文近200篇，獲國家發明專利50余項。

現有通信系統主要解決消息符號的傳輸問題，難以滿足未來多模態業務的多樣化高效傳輸需求。語義通信通過對信息語義的提取、編碼和傳輸，可大幅提升通信效率。隨著新一代智能通信技術的蓬勃發展，語義通信在多智能體協作、人機交互、城市協同安防、消費電子等領域展現出廣闊的應用前景，受到了全球學術界和工業界的廣泛關注。

本專題主要針對語義通信所面臨的關鍵問題和核心挑戰展開討論并提出新的研究思路，共收錄論文11 篇，從語義通信框架、語義信息論、語義知識庫、面向多模態信源的語義-信道聯合編碼、語義通信性能評估等方面介紹相關研究成果。《信源信道聯合的新范式：語義通信》提出了一種語義通信編碼傳輸新框架；《語義信息論的回顧與展望》系統總結了語義通信中語義熵、語義率失真和語義信道容量的內涵和要義；《基于信息論的語義通信：理論與挑戰》探討了語義通信的理論基礎，介紹了基于語義感知的信源-信道聯合編碼模型；《面向語義通信的語義知識庫綜述》梳理了語義知識庫的研究現狀，分析了面向語義傳輸的語義知識庫研究面臨的一系列難題；《基于CSI 反饋的語義圖像傳輸》提出了一種基于信道狀態信息反饋的圖像語義分割編碼方案，基于子信道信噪比對所需傳輸的關鍵特征信息進行分割和編碼，并根據任務需求保護相關語義特征；《基于深度聯合信源信道編碼CSI 反饋技術》提出了一種基于信源-信道聯合編碼的信道狀態信息反饋方法，實現對信道噪聲的自適應；《語音信源的語義編碼傳輸方法研究》總結了語音語義編碼傳輸方法；《智簡語義通信的鏈路設計及關鍵技術研究》闡述了智簡語義通信的需求和挑戰，探討了智簡語義通信系統的鏈路結構和關鍵技術；《語義通信性能評估體系及指標》分析研究了泛化的語義通信性能評估體系，為不同任務場景、不同模態信息下語義通信模型之間的性能對比研究提供指導；《基于深度學習的圖像語義通信系統》提出了一種端到端語義特征提取和重建方法，具有較高的重建精度；《基于語義重要度的不等錯誤保護數據傳輸機制》提出了一種信源信道分離的語義通信模型，進一步提升無線通信的可靠性與有效性。

本期專題的論文作者來自知名高校與科研機構，是語義通信領域的先知先覺者。希望本期專題的內容能為有興趣了解語義通信的讀者提供有益的借鑒與啟示，并在此對所有作者和專家的大力支持與指導表示由衷的感謝！