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语义通信的当代综述:心智理论、生成式AI与深度联合信源信道编码

信息论 2025-10-08 v3 math.IT

摘要

语义通信正成为无线通信技术的下一个支柱,因其在减少通信开销、增强鲁棒性和实现智能信息交换方面的变革能力。最大的障碍在于各研究方向缺乏标准化,导致解释、目标和评估的不一致。在本综述中,我们深入概述了语义通信的三个主要方向,即基于心智理论的语义通信、生成式AI驱动的语义通信和基于深度联合信源信道编码(DJSCC)的语义通信。这些方向已被全球研究机构广泛研究和开发,其有效性随着通信和计算技术的进步而不断提高。基于ToM的语义通信使通信代理能够智能交互、推断彼此的意图,并逐渐形成共同理解。基于GAI的语义通信利用生成模型创建和解释超越传统压缩的内容,允许针对特定任务进行灵活的语义编码和解码。基于DJSCC的语义通信方向集成DL模型,联合优化信源和信道编码过程,以实现高效的语义信息传输。接下来,我们对每个方向下的现有工作和语义通信中的开放研究问题进行了详细综述。此外,我们识别并分析了当前阻碍语义通信系统部署的关键挑战,如可扩展性和适应性。最后,我们讨论了潜在的研究机会和未来方向,如量子计算,以进一步增强语义通信的能力。

关键词

引用

@article{arxiv.2502.16468,
  title  = {A Contemporary Survey on Semantic Communications:Theory of Mind, Generative AI, and Deep Joint Source-Channel Coding},
  author = {Loc X. Nguyen and Avi Deb Raha and Pyae Sone Aung and Dusit Niyato and Zhu Han and Choong Seon Hong},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2502.16468},
  year   = {2025}
}

备注

34 pages, 9 figures, 7 tables