【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，國際綜合性學術(shù)期刊《創(chuàng)新》(The Innovation，影響因子39.5)刊發(fā)了網(wǎng)絡(luò)空間安全學院江濤教授團隊在極端環(huán)境無線通信信道編碼領(lǐng)域的重要突破，研究成果以“一種面向極端環(huán)境的高可靠彈性信道編碼”(A high-reliable resilient coding for wireless communication in extreme environments)為題發(fā)表。該研究創(chuàng)新性地提出了分層重要性壓縮、動態(tài)彈性校驗和自適應混合極化核三項核心技術(shù)，實現(xiàn)了編碼結(jié)構(gòu)隨數(shù)據(jù)優(yōu)先級與實時信道狀態(tài)的自主調(diào)整，為深空、深海、深地等極端場景下的高可靠無線通信提供了全新的技術(shù)方案。
 

　　深空、深海、深地探測不僅是前沿科學探索的戰(zhàn)略高地，更關(guān)乎資源勘查與工程作業(yè)的核心命脈。無線通信貫穿任務全程，承擔著指令下發(fā)、數(shù)據(jù)回傳與應急處置等核心功能，其可靠性直接影響任務成敗。然而，極端環(huán)境下無線信道同時面臨超低信噪比、時變多徑衰落和數(shù)據(jù)重要性分層等多重挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)固定結(jié)構(gòu)的糾錯編碼難以靈活應對復雜多變的傳輸條件。如何構(gòu)建一種能夠動態(tài)適配極端環(huán)境的高可靠編碼方案，是當前無線通信領(lǐng)域亟待突破的關(guān)鍵難題。
 

　　針對上述核心瓶頸，研究團隊提出了一套“傳輸場景建模”與“三層彈性編碼架構(gòu)”相結(jié)合的一體化框架。實際采集的任務數(shù)據(jù)首先送入彈性編碼模塊，經(jīng)無線鏈路傳輸后，接收端通過彈性譯碼恢復原始數(shù)據(jù)，形成“采集—編碼—傳輸—譯碼—控制”的完整閉環(huán)鏈路。
 

　　第一層即按需分配——為數(shù)據(jù)劃分“輕重緩急”。框架搭載重要性感知比特分類器，將數(shù)據(jù)劃分為 Critical(關(guān)鍵)、High(高)、Medium(中)、Low(低)四個優(yōu)先級。對于控制指令類關(guān)鍵比特，保留全部原始信息；對非關(guān)鍵數(shù)據(jù)比特則進行適度壓縮，從而實現(xiàn)差異化的資源分配。傳統(tǒng)編碼對所有數(shù)據(jù)一視同仁，不僅浪費寶貴的信道帶寬，還容易因帶寬擠占導致關(guān)鍵指令產(chǎn)生誤碼。本框架的分層壓縮機制，從源頭優(yōu)化了比特資源的分配策略。
 

　　第二層即動態(tài)加固——為易錯比特穿上“防彈衣”。基于極化比特誤碼概率的分布規(guī)律，框架借助動態(tài)校驗矩陣生成器，自適應篩選易錯比特并增設(shè)校驗位，同時對信息比特、凍結(jié)比特與校驗比特進行合理排布。信道質(zhì)量惡化時，自動增加校驗冗余以對抗突發(fā)誤碼；信道條件好轉(zhuǎn)時，適度降低冗余以提高碼率，從而靈活適配時變的極端信道環(huán)境。
 

　　第三層即智能適配——為不同場景定制“通信語言”。通過計算極化速率與評估極化指數(shù)，自適應內(nèi)核調(diào)度器可動態(tài)構(gòu)建極化核矩陣，按需匹配不同層級的內(nèi)核結(jié)構(gòu)。在深空遠距場景中，選用高極化增益內(nèi)核以補償路徑損耗；在深海時變信道場景中，切換內(nèi)核以適應信噪比波動，有效彌補短碼極化不充分的固有缺陷。
 

　　該研究打破了傳統(tǒng)通信編碼靜態(tài)固化的設(shè)計思維，實現(xiàn)了編碼結(jié)構(gòu)隨數(shù)據(jù)優(yōu)先級與實時信道狀態(tài)的自主調(diào)整，顯著提升了惡劣信道下的通信穩(wěn)定性，并嚴格控制了譯碼硬件的計算開銷。面向深空衛(wèi)星通信、深海水下探測和深地井下勘探三類典型應用場景，該框架均可針對性地調(diào)整三層模塊參數(shù)，優(yōu)先保障遙測控制指令的零誤碼傳輸，同時高效回傳各類環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)。
 

　　據(jù)悉，江濤教授團隊長期深耕無線通信領(lǐng)域，聚焦信道編碼、信號調(diào)制、頻譜聚合等空口鏈路傳輸?shù)幕A(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)與工程應用研究。江濤教授是IEEE Fellow、移動信息網(wǎng)絡(luò)國家重大科技專項咨詢委員會專家、國家第六代移動通信技術(shù)研發(fā)總體專家組成員等。
 

　　引用：網(wǎng)安學院江濤團隊在極端環(huán)境無線通信信道編碼領(lǐng)域取得新進展 華中科技大學 【引用時間：2026年8月27日】