山东大学智能通信技术研究院院长张海霞：借助无线通信链路，打通传统产业数智化升级“最后一公里”
工业环境下的5G通信会面临信号弱等情况。山东科技工作者针对这一困难挑战做了哪些创新性突破？7月3日，山东省政府新闻办举行的“矢志创新发展建设科技强省”科技人才系列记者见面会上，山东大学智能通信技术研究院院长张海霞分享了自己的经验。
张海霞介绍，工业环境下通信信号差主要原因有两个：一个是传播环境复杂，另一个是大规模机器突然并发传输大量数据导致通信信道拥塞，传输可靠性下降。
工厂中到处都是金属设备，对无线传输信道的影响非常大，无线信号经过多次反射后杂乱交织，设备之间的电磁干扰很难分析。针对这个问题，张海霞带领团队持续攻坚工业场景下电磁传播底层模型、分析传统方法短板、重构算法内核，最终在保证复杂电磁环境下对信道精准估计的同时，将信道估计开销降低了近一半，大幅提升了传输效率。
当数千台设备突然同时传输数据时，就像无数水管同时往一条细管道注水必然造成堵塞。对此，团队通过“精准过滤+预测调度”的方案破局。主要在两方面进行了创新，首先是研发了工业需求导向的数据压缩聚合技术，该技术就像一个智能的滤网，将工业场景中繁杂、冗余的数据压缩、剔除，只传输关键信息，在源头上降低传输数据量；针对工业序贯过程的时空强耦合特性，提出了基于空时双域业务需求预测模型。
众所周知，工业流水线规律性很强，可预测性非常高。为此，团队在车间通过采集大量的工业数据，通过人工智能的方式深度分析产线节拍、工序逻辑等规律，预测未来可能存在高并发通信需求的时间和位置，并提前进行资源的分配与部署，有效的缓解突发情况导致的拥塞问题。从而解决了工业场景下的5G通信服务质量需求不能满足的问题。
山东是工业门类齐全、基础雄厚的经济大省。当前，山东正深入实施新旧动能转换战略，要实现从“制造大省”向“制造强省”的跃升，其关键在于借助以5G为代表的新一代信息技术，为传统产业赋能，破解数智化转型的关键瓶颈。
张海霞团队研发的面向工业物联网的5G关键技术，其核心价值在于借助无线通信链路打通传统产业数智化升级的“最后一公里”。通过构建低时延、高可靠、大连接的工业物联网，实现工厂内部全要素、全流程的数字化互联互通，确保5G网络能够真正可靠地承载工业控制、实时数据传感等核心应用。在海尔空调胶州工厂的实践中，5G技术的应用有效提升了产线效率，实现了设备的“看得更清、反应更快、协作更智能”。
同时，团队已形成一套可复制、可移植的解决方案。以海尔空调项目为样板，可以吸引并集聚相关产业链上下游企业在山东落地发展，构建繁荣的5G工业物联网生态圈，为山东经济高质量发展注入新动能。通过5G与工业的深度融合，将有力推动山东构建起万物互联、智能协同的未来工厂新范式，助力山东省经济社会的高质量发展。
“我们将持续深耕这一领域，为山东建设科技强省与数字强省贡献智慧与力量。”张海霞说。
（济南日报·爱济南 记者：范俐鑫）
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