建设语义卫星星座,与6G通信协同发展。
1月26日,2026年太空算力研讨会在北京召开,国务院参事,中国工程院院士,北京邮电大学信息与通信工程学院教授张平做了题为《太空算力与6G协同发展:未来科技竞争的核心战略高地》的主旨报告,系统阐释了AI+卫星互联网与6G融合的战略意义。
6G与卫星互联网的协同困局
当前,全球6G研究已从“愿景需求定义”迈入“关键技术收敛和标准化”的关键阶段,3GPP于2025年启动6G标准制定,2026年成为技术突破与产业培育的黄金窗口期。
张平表示,
智能时代,算力成为信息博弈成败的关键决定因素。
张平院士指出,6G绝非5G的简单迭代,而是“通信、感知、AI、计算、大数据”一体融合的革命性突破,其定制化性能、天地融合、安全可信等七大特征,决定了其必须超越传统地面通信范畴,与卫星互联网形成深度协同。
卫星互联网作为突破地面网络物理限制的核心手段,已引发全球范围的布局热潮。从铱星计划、O3b星座到星链系统,再到我国“GW”星座、千帆星座,商业卫星的密集升空推动太空资源民用价值持续释放,世界主要国家的“太空竞赛”已聚焦于空天地一体化网络的构建。
但张平同时强调,二者协同发展面临双重瓶颈:一方面,现有通信技术已逼近香农信道容量极限,传统语法通信难以满足6G与卫星互联网的低时延、高可靠需求;另一方面,AI与通信深度融合(ComAI)催生的海量算力需求,与地面算力设施分布不均、国际竞争壁垒形成尖锐矛盾。
“智能时代,算力成为信息博弈成败的关键决定因素。”张平表示,中美间智算互联网基础设施竞争已上升为国力竞争,地面算力设施形成的技术屏障难以逾越,发展空间算力网成为“另辟蹊径”的必然选择。
ComAI架构与语义通信的革新
面对算力困局与通信瓶颈,张平提出,受自然智能信息处理流程启发,ComAI将构建更智能、更具适应性的网络生态系统,而语义通信则是实现ComAI的基础抓手。这一技术路径打破了传统通信“无损传输比特流”的范式,转向“传输语义意图”,为突破香农极限、适配太空复杂环境提供了核心解法。
张平表示,
语义通信是实现ComAI的基础抓手。
语义通信的革命性在于引入“同义区间”概念,通过相同含义符号集合的映射的,在相同信噪比下实现信道容量的显著提升。张平团队研究表明,当同义区间长度S=2时,语义调制容量限可突破传统语法调制限制,通过语义性能增益破解通信瓶颈。这一突破重构了通信理论基础,针对性解决了卫星窄带、低信噪比场景下的传输难题。
在2025年5月16日的高轨视频传输试验验证显示,语义通信方案在低传输量下可实现MS-SSIM=0.95~0.99的可靠传输,达到相同效果时较5G方案传输效率提升3倍。
为支撑语义通信落地,张平及其团队构建了四大关键技术体系。其一,信源信道联合编码(JSCC)通过跨模态交互模块精准捕捉视频关键语义,大幅降低传输数据量;其二,语义知识库依托共享码本与扩散模型,在低信噪比下克服“悬崖效应”,强化传输鲁棒性;其三,语义级反馈重传以语义互信息为指标,优化特征传输顺序,平衡带宽需求与保真度;其四,高鲁棒传输模块通过语义分割、动态保护与自适应传输,实现计算资源与传输效率的动态平衡。
在架构设计上,ComAI采用三层架构,语义信息自下而上汇聚于大模型层,可逐层按需更新模型。张平院士强调,“ComAI取胜的诀窍,在于网络内实现语义承载模型的分发、更新与演化”,这种架构既能适配太空算力的分布式特征,又能满足AI模型持续迭代的需求。
算力上天:天基算力网的重构
破解ComAI算力需求的核心路径,在于张平提出的“算力上天”战略,即通过构建天基算力网,实现“超算上天、云上天、服务上天”,为太空AI应用提供低成本、高可靠的算力支撑。这一战略旨在将地面算力迁移至太空,重构“多模态感-通-导+计算”的融合体系,使算力成为承载感知信息的核心载体,复刻地面“模组+计算”模式的太空形态。
天基算力网的落地离不开硬件设施的突破,之江实验室牵头打造的“三体计算星座”成为关键实践。该千星规模的太空计算基础设施,建成后总算力可达1000POPS,核心优势在于实现卫星采集信息的在轨计算,直接向地面发送处理结果,改变传统“天感地算”模式的低效率、高损耗问题。
张平表示,
建设语义卫星星座是天基算力网与语义通信深度融合的核心载体。
值得一提的是,张平现场提出,在技术实现上,建设语义卫星星座是天基算力网与语义通信深度融合的核心载体,其核心架构为“语义通信载荷+太空算力平台”,通过将语义通信技术与太空算力设施一体化集成,打造具备在轨智能处理与高效传输能力的卫星集群。
北邮与国星宇航的战略合作正是这一思路的落地实践,双方基于“星算”计划星座搭建语义原生空口链路,预计可实现通信效率提升50%、资源消耗减少30%、时延降低20%的目标。
张平院士的报告表明,未来太空科技竞争的核心,已从单一卫星技术比拼转向“通信-智能-算力”三位一体的体系化竞争。语义通信突破理论极限,ComAI重构网络生态,天基算力网提供硬件支撑,三者形成的技术闭环,定义了下一代太空信息基础设施的标准。
采写:党博文
编辑:博文
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