Neste kommunikasjonsparadigme drevet av AI-basert Semantisk Kommunikasjon

Shannons lov

Dagens kommunikasjon har utviklet seg basert på Shannon's Law. Dette er en teori som bestemmer grensene for nettverkskommunikasjon, og har vært utgangspunktet for forsøk på å øke den maksimale Channel Capacity i formelen som beskrives nedenfor. Eksempler på slike teknologier er MIMO (Multiple Input Multiple Output). Disse teknologiene er en del av innsatsen for å oppnå høyere Channel Capacity basert på Shannons teori.

Shannons lov uttrykkes ved følgende formel for beregning av Channel Capacity: $$C = B \cdot \log_{2}(1 + \frac{S}{N})$$ author: yoonhyunwoo

Disse representerer henholdsvis Channel Capacity, Bandwidth og Signal-to-Noise Ratio. En forenklet forklaring er at maksimal kommunikasjonshastighet (C) er produktet av den totale mengden fysiske frekvensressurser systemet kan bruke (B) og **effektiviteten ( $\log_{2}(1 + S/N)$ 50e45f92ab02a6e49994c

Etter at denne loven for beregning av Channel Capacity ble introdusert, begynte kommunikasjonsindustrien å fokusere på å øke Channel Capacity. I løpet av de siste ca. 70 årene har det meste av innovasjonen innen kommunikasjon skjedd gjennom forbedring av Channel Capacity.

Imidlertid, i dagens tidsalder, har prosesseringsressursene utviklet seg enormt. Kommunikasjonen har gått fra å sende tekst til å sende Spatial Vectors. Det har begynt å oppstå begrensninger i å dele opp og overføre alle disse dataene på en pålitelig måte. For eksempel kan data generert av en selvkjørende bil beløpe seg til flere terabyte per dag, og det er nesten umulig for dagens kommunikasjonsnettverk å håndtere dette. Det er økonomiske og fysiske begrensninger ved å forsøke å løse dette ved å bare legge flere kabler og sette opp flere antenner.

Dermed har man begynt å forske på et paradigme som går bort fra det eksisterende paradigmet med å overføre hele bittet nøyaktig, og i stedet fokuserer på å overføre kun Context ved å introdusere intelligens i kommunikasjonen. (Selve konseptet har eksistert i flere tiår.) Dette er en endring som skyldes den nylige kraftige utviklingen av intelligensmodeller og det økende behovet for kommunikasjon av større datamengder.

Dette kalles Semantic Communication, da det er kommunikasjon som utveksler betydning (意味).

Semantisk kommunikasjon (Semantic communication)

Semantisk kommunikasjon har som mål å overføre kun den essensielle betydningen, altså konteksten, som ligger i dataene, i motsetning til tidligere, hvor hele dataen ble overført.

Dette problemet ble allerede reist i Shannons og Weavers kommunikasjonsmodell, hvor de delte kommunikasjonens modenhet inn i tre nivåer:

1. Teknisk problem: Hvor nøyaktig kan Symbolet overføres? (Dette er kjerneområdet for min teori.)
2. Semantisk problem: Hvor nøyaktig formidler det overførte Symbolet den tiltenkte 'betydningen'?
3. Effektivitetsproblem: Hvor effektivt påvirker den overførte betydningen mottakerens handlinger?

Utviklingen av kommunikasjon har hittil nesten løst det tekniske problemet, og oppgaven nå er å oversette de semantiske og effektivitetsproblemene.

Forskjellen mellom modenhetsnivå 1 og nivå 2 og 3 (semantisk kommunikasjon) illustreres typisk med eksempelet om et brennende hus.

Et hus brenner.

I dagens kommunikasjonsparadigme blir denne scenen konvertert til data bit for bit og overført som et bilde.

I semantisk kommunikasjon, i stedet for å sende alle dataene, som "svart røyk kommer ut av vinduet og flammer er synlige", overføres kun den essensielle "betydningen", som "Brannutbrudd, umiddelbar utrykning nødvendig". Målet er å kutte ut unødvendig informasjon og få mottakeren til å utføre en spesifikk handling (utrykning).

Hvis kommunikasjonen skjer mellom endepunkter som har samme Knowledge Base innenfor kategorien brannvesen, kan dette redusere mengden overføringsdata som er nødvendig for å forstå situasjonen, betraktelig.

Kjernelogikken for koding/dekoding i slik semantisk kommunikasjon er et kommunikasjonsparadigme, men opererer på Application Layer. På sendersiden konverterer en Semantic Encoder de gitte dataene til semantiske data, og på mottakersiden behandler en Semantic Decoder disse slik at kildeappen i bakkant kan bruke dem. De to vil ha form av en inferensmodell eller lignende med samme Knowledge Base, noe som muliggjør kommunikasjon som utveksler Semantic uten behov for massiv dataoverføring.

Dette er naturligvis garantert av fullføringen av det eksisterende kommunikasjonsparadigmet. Først må Symbolet kunne overføres nøyaktig teknisk sett, og dette modenhetsnivået er allerede oppnådd. Nå er hovedutfordringen hvor godt det overførte Symbolet formidler og tolker informasjons Semantics, og forskningen er så vidt i startfasen.

Imidlertid, i motsetning til det eksisterende syntaktiske kommunikasjonssystemet, er det en stor sannsynlighet for at problemer oppstår i et kommunikasjonssystem basert på semantisk Context, fordi reliability avhenger av AI og lignende. Selv om de har samme Knowledge Based, kan forskjellige tolkninger komme ut fra modellens Black Box-område.

Etterord

Det sies at 6G (sjette generasjons) mobilkommunikasjon vil anvende semantisk kommunikasjon og bli et intelligent internett-system, men det er et spørsmålstegn ved hvorfor et paradigme som opererer på Application Layer blir et forskningstema for mobiloperatørene. Min intuisjon er at mobiloperatørene har rollen som å garantere modenhetsnivå 1, hvor Symbolet og bittet overføres nøyaktig teknisk sett, og tidspunktet for når semantisk kommunikasjon opererer, er allerede Application-programvarens domene.

Samtidig er det også tvil om dette vil bli et nytt paradigme i kommunikasjonsteknologi, som må basere seg på Reliability som en grunnleggende verdi. Jeg deler også denne tvilen og er personlig litt negativ.

Til tross for dette skriver jeg denne artikkelen fordi jeg mener at det neste paradigmet innen mobilkommunikasjon utfolder seg i en ganske fascinerende form. Innføringen av satellittinternett for å utvide Channel Capacity er et nesten etablert faktum med fremveksten av Project Kuiper, Starlink, osv., og forsøket på å bryte gjennom begrensningene som var bundet av Shannons lov på en ny måte, var ganske bemerkelsesverdig.

Siden det ikke er noe innhold om GO, avsluttes det med en gopher.