在日常生活中，當我們用手機發送一張高清照片時，網絡會將其轉化為無數個由0和1組成的底層代碼，並在接收端力求一字不差地還原。可以說，自1G時代發展至今，傳統通信系統一直聚焦於解決這種“語法層”的無差錯傳輸問題。它就像一台極其精密的復印機，無論發送的是關鍵指令還是無關緊要的背景噪音，都會一視同仁地機械搬運。

然而，隨著6G時代的臨近，這種“死記硬背”的傳輸模式撞上了一堵無形的牆：具身智能、沉浸式交互等全新場景催生了海量的數據交互需求，但通信網絡這根管道的傳輸容量，卻已經逼近了物理理論上的“香農極限”。既然單靠增加天線、拓寬頻譜來“修寬馬路”的空間越來越小，科學家們便將目光轉向了信息源頭——能不能精簡冗余數據，隻傳核心意思？在此背景下，一種試圖讓網絡學會“劃重點”的全新技術——語義通信應運而生。

語義通信：從“表形”到“達意”的范式躍遷

語義通信的出現，標志著信息傳輸理論從關注符號精確度的語法層，向關注信息內在含義的語義層發生重要轉變。

它的根本目標是實現一種“以任務為中心”的通信方式。簡單來說，語義通信不再機械地打包每一個像素或音頻片段，而是通過高維特征提取，隻傳輸與任務高度相關的核心信息。網絡由此從單純傳輸數據的物理管道，變成了能“領會意圖”的智能體。

這種從“表形”到“達意”的轉變，帶來了兩大極其顯著的核心優勢：

1. 極致的傳輸效率：通過剔除海量無用的冗余數據，語義通信可以將數據傳輸量進一步降低60%以上。這對於緩解6G時代海量業務帶來的帶寬瓶頸至關重要。

2. 極強的抗干擾魯棒性：在信號微弱或干擾強烈的惡劣信道條件下，傳統通信系統往往會因為亂碼而直接癱瘓。但語義通信注重信息的含義傳遞，即使接收到的數據存在模糊，依然能確保核心意思被准確解析，從而大幅降低了系統對信噪比的嚴苛要求，非常適用於強干擾或遠距離傳輸等惡劣場景。

核心技術解密：語義通信的“工程化智慧”

理論上的美好願景，需要嚴謹的技術來落地。要讓網絡從“死記硬背”變成“心領神會”，主要依賴於以下三項關鍵的底層技術變革：

1. 信源信道聯合編碼：打包與防護的“一站式”服務。在傳統通信中，數據的處理是分步且獨立的。第一步是把數據盡量壓縮變小（信源編碼），第二步是為了防干擾給數據加上冗余的保護殼（信道編碼）。這就好比寄快遞，一個人隻管把物品死命塞進小箱子，另一個人隻管盲目地在箱子外面纏防撞氣泡膜，兩者互不溝通，既浪費空間又未必能保護到最脆弱的物品。語義通信則打破了這種壁壘，採用“信源信道聯合編碼”技術。它將數據的壓縮和保護融為一體，系統在提取信息核心含義的同時，就同步計算出最佳的保護方案。這就相當於一個懂行的打包專家，知道盒子裡哪個部件最怕摔，在精簡體積的同時，直接給關鍵部件做最貼身的定制防護，從而實現了極高的傳輸效率和安全性。

2. 聰明的“語義重傳”：打破“逢錯必傳”的強迫症。傳統的通信協議有著嚴重的“強迫症”：只要在傳輸過程中發生了一丁點底層的代碼亂碼錯誤，系統就會判定傳輸失敗，強制要求重新發送整段數據。這就像你發短信說“我今天去吃萍果”，傳統網絡一旦發現“萍”字寫錯了，就會讓你把整句話重發一遍。為了提高效率，語義通信引入了更靈活的“語義重傳”機制。它擁有一套基於含義理解的校驗方案，當網絡發現數據有微小亂碼時，會先評估一下這句話的核心意思是否還能被看懂。如果系統發現接收方完全能領會“吃蘋果”的含義，就會認為意思已經傳達到了，直接免除重發。這種機制大幅減少了不必要的重復傳輸，極大地節省了寶貴的網絡資源。

3. 信息差異化保護：給核心數據開通“VIP通道”。在網絡擁堵或者信號不好的時候，傳統通信是對所有數據一視同仁地進行傳輸，結果往往是大家一起卡頓，導致關鍵信息也無法送達。語義通信則引入了“信息差異化保護”的理念。發送方在發數據前，會先給提取出的核心特征打上重要性標簽。當數據進入網絡后，基站就能識別出哪些是“VIP信息”。比如在傳輸一段自動駕駛視頻時，網絡如果遇到強干擾發生擁堵，它會果斷舍棄掉背景裡的樹木和雲彩等低價值信息，但會動用最優的資源、開通“VIP通道”，優先保障“前方有紅綠燈”這一高重要性數據的絕對可靠送達。這樣一來，即便在極惡劣的環境下，系統也能確保核心任務不受影響。

技術挑戰與未來展望

語義通信盡管展現出了顛覆性的潛力，但其作為一項革命性技術，其長期發展依然面臨諸多挑戰。

在理論層面，傳統的香農信息論已非常成熟，但專門針對“語義”的信息理論仍處於探索階段。如何用數學語言精確定義“語義熵”“語義信道容量”等基礎概念，學術界尚未形成廣泛共識。在評估體系層面，當前的6G關鍵技術指標體系大多仍沿用傳統維度，亟需從語義信息層面構建一套全新的評估與測試指標體系，以量化語義通信帶來的真實增益。

未來，隨著相關協議逐步納入國際通信標准體系，以及各類真實場景下試驗網驗証的全面鋪開，語義通信必將跨越實驗室的門檻。它不僅推動了無線通信網絡從“單純的數據管道”向“智能信息交互中樞”演進，更將成為未來6G時代提升網絡性能、支撐萬物智聯的關鍵力量。

作者：

王森 中國移動研究院未來研究院主任研究員

王天雄 中國移動研究院未來研究院研究員

趙殊倫 中國移動研究院未來研究院高級研究員

審核：

金婧 中國移動研究院未來研究院副院長