2023年7月13日（周四）上午，复旦大学大数据研究院2023级新生研讨班院士讲堂第5期在线上成功举行，中国工程院院士张平教授为同学们带来了题为《移动通信在创新中发展》的专题报告，大数据研究院副院长薛向阳教授主持，近百位师生参会。
张平，中国工程院院士，北京邮电大学教授、博士生导师，网络与交换技术全国重点实验室主任，鹏城实验室宽带通信部主任，中关村泛联移动通信技术创新应用研究院院长，中国电信研究院名誉院长，《通信学报》主编，IEEE Fellow等。长期致力于移动通信理论研究与技术创新，担任IMT-2020（5G）专家组成员、IMT-2030（6G）推进组咨询委员会委员，先后获得国家科学技术进步特等奖等多项荣誉，为我国自主技术成为国际主流做出了基础性贡献。目前研究兴趣聚焦在语义通信及语用达意网络等领域。
讲座内容：
张平院士的讲座分为两个部分，一是移动通信的理论发展，从上世纪西方的理论起源到当代我国从3G、4G到5G的技术创新；二是当下通信系统的创新最前沿，以多用户信源语义模型为核心的智简通信系统的新思路。
张平院士首先介绍了无线通信的历史，从麦克斯韦、赫兹再到马可尼，电磁波从理论落地到现实应用，在1901年进入了无线通信时代。1948年“信息论之父”香农提出了首个完整的通信系统模型，成功推演出信息熵（信源压缩的码长极限），量化了信息传输的速率、信息压缩率，给出了信息度量和信道容量的表达公式，开创了信息研究的新纪元。基于此，张平院士进一步介绍了多信道、多用户的信道模型，自组织无线网络和超密集蜂窝网络等概念。
注：通俗来讲，香农限给定的是一个理论上的最大信道容量，即在一定热噪音标准下，信道理论上能达到的最大传输率，只要R（速率）小于C（信道容量）就能实现信息无差别地传送，直至R无限逼近于C。香农限与信道带宽、平均信号功率成正比，与平均噪声功率成反比。信道容量越接近香农限，通信系统就越高质量。
回顾历史后，张平院士从碎片化和系统化两方面介绍了我国几十年来在无线通信领域的创新与突破。从1G到3G，欧美因先发优势在FDD（频分双工）的技术体系下始终都处于垄断地位，在此路径下创新的扩频码设计（解决了多址干扰）和帧结构设计（解决了集中式导频高移动失效难点），尽管也具备很强战略意义，但依然停留于碎片化创新，难以赶超英美。有鉴于此，进入4G时代以来，我国将TDD（时分双工）技术作为主战场，实现了系统化创新。秉持着“硬件可重构，软件可重配置”的创新思想，张平院士团队成功建立了“宽带高速、无缝覆盖、鲁棒可信”的TDD-OFDM-MIMO技术体系，搭建了5G超密集异构试验系统，建立了多项国际标准和TDD量测体系，为我国5G发展领先世界奠定了重要技术基础。
注：
FDD：频分双工(Frequency Division Duplexing)，收发使用不同的射频频点来进行通信
TDD：时分双工(Time Division Duplexing)，“乒乓”式收发，共用一个射频频点，上、下行链路使用不同的时隙来进行通信
在简要介绍了移动通信过去的历史发展、技术沿革后，张平院士也与大家讨论了移动通信技术的未来趋势和技术前沿。移动通信的核心技术是信道编码，基本矛盾是兼顾信息压缩率与信息内容可靠性，过去的解决思路是通过有限码长极化使信道容量尽可能接近香农限。而当前面临的挑战则是人工智能发展下算力供不应求的问题。对此，张平院士给出了智简通信系统（Wisdom-Evolutionary and Primitive-Concise Network, WePCN）的前沿创新设想，不是以比特（Bit）为基础而是以语义基（Seb）为基础进行传输。当前，泛在（Ubiquitous）通信已成为6G系统的发展方向，未来将实现无线通信与泛在计算的大融合。在通信泛在的基础上，结合人工智能和算力网技术，可以形成想象力更丰富的智慧泛在。通过多模态节点智能化传输，网络内模型的演化态势将会是云-边-端一体化架构，以打造面向智能连接的人-机-物-灵语义互联。张平院士的这一智简系统为传统通信系统引入了Seb这一新维度，通过源于网络原生智慧累积的简约通信而非是资源的堆叠来提升网络能力，为应对算法力供不应求提供了新思路。当然，目前泛在通信作为6G系统的新方向仍面临许多难点：如何量化智能性、与原始信源的适配度，如何设计“语义库”等，还需要进一步攻克。
互动环节：
在报告的最后，张平院士回答了学生们提出的问题：
1. 学生：语义通信在6G时代会给运营商的发展带来怎样的机遇？
张平院士：在6G时代，运营商仍会扮演通信管道的角色，但一定要加强多模态智能化建设，打造智慧互联共生以造福人类。
2. 学生：我是做内生安全的，所以想请教您如何保证算力网在语义通信系统中的可靠性和安全性？
张平院士：我们在模型的获取及传输环节就考虑了安全因素，在语义模型的获取和编码中就可做到安全。我们的研究领域也需要与内生安全方向的专家合作，一起实现既高效智慧又安全可靠的目标。
张平院士的深度见解和对移动通信技术的热情激励了在场的每一个人。此次讲座不仅是对移动通信技术的一次深入探索，也是激发创新思维和引领未来发展的重要机会。感谢大家的关注与支持，让我们共同期待着移动通信技术的蓬勃发展和带来的美好未来！
