山東大學張海霞：無線通信鏈路打通產業數智化‘最後一公里’

工業環境下的5G通信會面臨信號弱等情況。山東科技工作者針對這一困難挑戰做了哪些創新性突破？7月3日，山東省政府新聞辦舉行的“矢志創新發展建設科技強省”科技人才系列記者見面會上，山東大學智能通信技術研究院院長張海霞分享了自己的經驗。

張海霞介紹，工業環境下通信信號差主要原因有兩個：一個是傳播環境複雜，另一個是大規模機器突然併發傳輸大量數據導致通信信道擁塞，傳輸可靠性下降。

工廠中到處都是金屬設備，對無線傳輸信道的影響非常大，無線信號經過多次反射後雜亂交織，設備之間的電磁干擾很難分析。針對這個問題，張海霞帶領團隊持續攻堅工業場景下電磁傳播底層模型、分析傳統方法短板、重構算法內核，最終在保證複雜電磁環境下對信道精準估計的同時，將信道估計開銷降低了近一半，大幅提升了傳輸效率。

當數千臺設備突然同時傳輸數據時，就像無數水管同時往一條細管道注水必然造成堵塞。對此，團隊通過“精準過濾+預測調度”的方案破局。主要在兩方面進行了創新，首先是研發了工業需求導向的數據壓縮聚合技術，該技術就像一個智能的濾網，將工業場景中繁雜、冗餘的數據壓縮、剔除，只傳輸關鍵信息，在源頭上降低傳輸數據量；針對工業序貫過程的時空強耦合特性，提出了基於空時雙域業務需求預測模型。

衆所周知，工業流水線規律性很強，可預測性非常高。爲此，團隊在車間通過採集大量的工業數據，通過人工智能的方式深度分析產線節拍、工序邏輯等規律，預測未來可能存在高併發通信需求的時間和位置，並提前進行資源的分配與部署，有效的緩解突發情況導致的擁塞問題。從而解決了工業場景下的5G通信服務質量需求不能滿足的問題。

山東是工業門類齊全、基礎雄厚的經濟大省。當前，山東正深入實施新舊動能轉換戰略，要實現從“製造大省”向“製造強省”的躍升，其關鍵在於藉助以5G爲代表的新一代信息技術，爲傳統產業賦能，破解數智化轉型的關鍵瓶頸。

張海霞團隊研發的面向工業物聯網的5G關鍵技術，其核心價值在於藉助無線通信鏈路打通傳統產業數智化升級的“最後一公里”。通過構建低時延、高可靠、大連接的工業物聯網，實現工廠內部全要素、全流程的數字化互聯互通，確保5G網絡能夠真正可靠地承載工業控制、實時數據傳感等核心應用。在海爾空調膠州工廠的實踐中，5G技術的應用有效提升了產線效率，實現了設備的“看得更清、反應更快、協作更智能”。

同時，團隊已形成一套可複製、可移植的解決方案。以海爾空調項目爲樣板，可以吸引並集聚相關產業鏈上下游企業在山東落地發展，構建繁榮的5G工業物聯網生態圈，爲山東經濟高質量發展注入新動能。通過5G與工業的深度融合，將有力推動山東構建起萬物互聯、智能協同的未來工廠新範式，助力山東省經濟社會的高質量發展。

“我們將持續深耕這一領域，爲山東建設科技強省與數字強省貢獻智慧與力量。”張海霞說。

（濟南日報·愛濟南記者：範俐鑫）