Intent-based networks that integrate sophisticated machine reasoning technologies will be a cornerstone of future wireless 6G systems. Intent-based communication requires the network to consider the semantics (meanings) and effectiveness (at end-user) of the data transmission. This is essential if 6G systems are to communicate reliably with fewer bits while simultaneously providing connectivity to heterogeneous users. In this paper, contrary to state of the art, which lacks explainability of data, the framework of neuro-symbolic artificial intelligence (NeSy AI) is proposed as a pillar for learning causal structure behind the observed data. In particular, the emerging concept of generative flow networks (GFlowNet) is leveraged for the first time in a wireless system to learn the probabilistic structure which generates the data. Further, a novel optimization problem for learning the optimal encoding and decoding functions is rigorously formulated with the intent of achieving higher semantic reliability. Novel analytical formulations are developed to define key metrics for semantic message transmission, including semantic distortion, semantic similarity, and semantic reliability. These semantic measure functions rely on the proposed definition of semantic content of the knowledge base and this information measure is reflective of the nodes' reasoning capabilities. Simulation results validate the ability to communicate efficiently (with less bits but same semantics) and significantly better compared to a conventional system which does not exploit the reasoning capabilities.


翻译:整合先进机器推理技术的内在网络将是未来无线 6G系统的基石。 以内在为基础的通信要求网络考虑数据传输的语义(意思)和有效性(最终用户) 。 如果 6G 系统要以较少的比特来可靠地通信,同时为不同用户提供连接,这一点至关重要。 在本文中, 与数据缺乏解释性的先进状态相反, 提出了神经- 同步人工智能框架( Nesy AI) 作为未来无线 6G 系统的一个支柱, 以学习观察到的数据背后的因果结构。 特别是, 正在形成的基因化流网络( GFlowNet) 概念首次在无线系统中被利用, 以学习生成数据的概率结构结构。 此外, 为学习最佳编码和解码功能的新型优化问题正在严格地形成, 目的是提高语义可靠性可靠性可靠性。 正在开发新式分析公式, 以定义语义信息传输的关键指标, 包括语义扭曲、 语义相似性相似性和语义可靠性可靠性。 这些语义计量功能首次被利用来学习生成性能力, 而不是比喻学能力 。 这些语义测量性测量性测量性测量能力功能的功能的功能, 能够大大地反映测测测测测测测测测测测测测测测测测测测测测测测测测测测测测测测数据。

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