Семантические коммуникации для Интернета будущего: основы, приложения и проблемы

С ростом спроса на интеллектуальные сервисы беспроводные сети шестого поколения (6G) перейдут от традиционной архитектуры, ориентированной исключительно на высокую скорость передачи данных, к новой архитектуре, основанной на интеллектуальном соединении всех объектов. Семантическая коммуникация (SemCom) — революционная архитектура, интегрирующая требования пользователей и приложений, а также смысл информации, в процессы обработки и передачи данных, — как ожидается, станет новой ключевой парадигмой в 6G. Хотя предполагается, что SemCom выйдет за рамки классической парадигмы Шеннона, на пути к интеллектуальному Интернету с поддержкой SemCom необходимо преодолеть ряд препятствий. В данной статье сначала рассматриваются мотивация и веские причины для внедрения SemCom в сетях 6G. Затем представлен обзор развития теории, связанной с SemCom. После этого вводятся три типа SemCom: семантически ориентированная коммуникация, целеориентированная коммуникация и семантически адаптивная коммуникация. Далее проектирование коммуникационной системы организуется по трём направлениям: извлечение семантической информации (SI), передача SI и метрики SI. Для каждого направления рассматриваются существующие методы, обсуждаются их преимущества и ограничения, а также сохраняющиеся проблемы. Затем представлены потенциальные применения SemCom в 6G и сформулировано видение будущей сетевой архитектуры с поддержкой SemCom. В заключение обозначаются перспективные направления исследований. В целом статья содержит всесторонний обзор основ SemCom, её применения в сетях 6G, а также существующих проблем и нерешённых вопросов, предлагая ориентиры для дальнейших углублённых исследований.