近日，西安电子科技大学石光明教授团队联合鹏城实验室、华中科技大学，凭借自主研发的语义通信技术取得重大科研突破，成功破解水声、短波天波等极端弱信道下的实时视频传输难题，在仅数kbps的极窄带宽下实现可理解识别的实时视频通信，填补了我国极端环境通信领域的技术空白，让十年前难以实现的极限通信场景成为现实。
颠覆传统通信逻辑：从“传信号”到“传意思”
长期以来，极端信道视频通信是业界公认的技术瓶颈。以典型水声信道为例，公里量级传输距离下，其可用带宽仅3kbps左右，而传统视频编码最低需要50kbps带宽才能传输低清视频，悬殊的带宽差距让水下实时视频传输近乎无解。同时，水声信道还存在声速慢、干扰强、信号易衰减、传输延迟高的问题，传统通信“出错重传”的机制完全失效，深海潜器下水后，母船只能接收简单文字指令，无法实时掌握水下设备与舱内状态。
研制的水声语义通信系统搭载“深海勇士”号开展实验
面对传统通信框架的技术壁垒，西电团队跳出“信号保真”的固有思路，创新提出“语义保真”通信架构，依托人工智能（885728）技术重构通信逻辑。区别于传统逐像素编码传输的模式，这套语义通信系统（KVHI）可通过AI先“看懂”视频画面，识别场景核心语义信息，仅传输人物动作、设备状态等关键特征数据，摒弃冗余画面信息，数据压缩效率大幅提升。
为筑牢技术根基，团队首创复数语义表达式，将物理特征与符号语义纳入可计算框架，把经典香农率失真理论拓展为多维体系，搭建起三层弹性编码框架，可根据信道环境自动调整信息传输粒度。该技术可节省90%以上带宽资源，彻底实现3kbps极窄带宽支撑实时视频传输，为极端信道通信提供了全新理论支撑与技术方案。
十年深耕无人区：从理论探索走向深海实景实测
语义通信的概念早在20世纪40年代便被“信息论之父”香农提及，但受限于数学刻画方法缺失、算力不足、无AI赋能等问题，长期处于理论搁置状态。2016年，石光明团队率先入局该“无人领域”，彼时国际相关研究近乎空白，无成熟模板、无过往经验，整条技术路径都需从零探索。
语义通信基本范式
十余年间，团队坚守科研定力，循序渐进完成技术迭代与场景验证。2017年搭建语义信息技术原始框架，2018年确立AI赋能语义通信的核心思路，后续陆续完成原理实验、网络架构搭建、数学模型刻画与实验室水槽测试，逐步打通理论到技术的全链条。
实验室技术跑通后，团队开启多场景实景测试，层层递进验证技术可靠性。2024年，团队先后完成千岛湖3公里湖试、近海3至5公里海域测试，在复杂水文、噪声干扰环境下，稳定实现极窄带宽水声实时视频传输。2025年11月，技术迎来终极实战检验，搭载“深海勇士”号深潜器下潜至1500米深海，在400至800米水平距离内，成功传回320×240分辨率、15fps帧率的实时舱内视频，画面有一定模糊，但不影响工况判断，彻底解决深海潜器状态无法实时可视化监测的行业痛点。
跨越千公里：筑牢极端环境通信的保底链路
攻克深海通信难题后，团队持续拓展技术边界，将语义通信技术应用于短波天波通信场景。2026年7月，团队实现西安至广州超1300公里远距离视频实时传输，在仅4.8kbps的极窄带宽、大气干扰频繁的恶劣天波信道下，完成稳定远程视频通信，填补了我国极窄带远距离天波视频通信的技术空白。
面向短波天波的语义通信系统
相较于传统通信技术，语义通信最大的优势是适配各类极端薄弱信道，可作为应急通信、无人区探测的核心“保底链路”。该技术的落地应用，不仅能支撑深海资源开发、远洋作业、深海科考等海洋领域场景，还可服务于偏远无人区勘测、自然灾害应急救援、星地通信等特殊场景，为各类极限环境提供稳定的实时视频通信能力。
从尘封多年的理论构想，到深海、长空的实景落地，西电团队用近十年坚守蹚通全新通信赛道。此次技术突破不仅是通信领域的重大创新，更为6G智能通信、全域立体通信发展开辟了全新路径，未来将持续赋能海洋强国、应急保障等关键领域，展现出广阔的应用前景与科研价值。
(中国日报陕西记者站)
