央广网西安10月4日消息（记者侯凯奇）在1500米深的海底，载人潜水器与海面母船之间，曾经只能收发几条简单的文字指令。2025年11月，一套“会理解画面”的通信系统搭载“深海勇士”号深潜器，首次将水下舱内的实时视频传回了海面。这一刻，宣告了我国在极窄带弱信道实时视频通信领域取得重大突破。

这项技术的名字叫“语义通信”。它的背后，是西安电子科技大学人工智能学院名誉院长石光明教授带领团队，联合鹏城实验室、华中科技大学近十年的联合攻关。

从“传信号”到“传意思”

要理解这项突破有多难，得先明白团队面对的是什么样的信道。在水下，能够实现远距离无线传输的波只有声波。从通信角度看，声波具有三个突出特点：带宽窄、声速慢、干扰强。

主流视频编码即便压缩到极致，也需要至少50kbps的带宽才能勉强传输低清视频，而水声信道能提供的带宽仅约3kbps。声速慢，信号发出后约2秒才能到达对方，如果信号有误需要重传，一个来回就是五六秒。干扰强，随着通信距离增加，声波信号会早早衰减，传送的比特容易出错。

面对水声、短波这种天生脆弱的“羊肠小道”走不了“大货车”的难题，团队直接跳出了传统信号保真的通信框架，提出语义保真的通信架构。简单说，就是让机器先“看懂”画面，再只传输最关键的信息。

“比如一段视频里有个人在挥手，系统不是逐像素编码，而是先理解这个场景——有人在挥手，身体朝哪个方向移动。它只传这些抽象的关键语义，并转成语义特征符号表达，数据量就变得非常小。”团队骨干成员、人工智能学院教授高大化解释道，“接收端收到后，再结合预先学习到的知识把画面重建出来。就像跟朋友讲一部电影，不需要逐帧复述，只需把故事讲明白，对方脑中就能重建出那个画面。”

支撑这一思路的，是团队建立的语义信息形式化刻画与语义率失真理论。最终，他们搭建的三层弹性编码框架，能根据信道好坏自动调整传输的信息粒度，直接把带宽节省了90%以上——原来需要50kbps才能传输的视频，现在3kbps即可传输。

从“无人区”到深海1500米

20世纪40年代，“信息论之父”香农便提及过通信中的语义概念，但因当时不知如何用数学刻画语义，而且算力远不支持，这个方向被搁置了起来。2016年，石光明带领团队开始主攻这一领域，彼时国际上相关论文和专利几乎为零。

“刚开始那两三年，谁都不知道这事能不能做出来。”石光明坦言，前期没有成果的日子里，“大家对未来并不确定。最难的不是某个具体算法，而是整条路径都没有先例。”

团队用近十年时间完成了从理论推导到系统搭建的全过程。2017年提出语义信息技术原始框架，2018年提出AI赋能语义通信的思路，2020年完成地面声波传简单视频图像原理实验，2021年提出语义通信网络，2022年提出语义的数学刻画方法，2023年完成实验室水槽水声通信实验验证。

实验室里跑通了，真实场景下是否可用？2024年3月，团队带着水声语义通信仪来到了千岛湖。首次湖试，收发两端相距3000米，在3kbps窄带下，视频画面首次通过水声信道实时传回。同年9月，团队转战海域，3000米距离视频实时传输成功。9月底，测试的收发距离拉至5000米，传输依然稳定。

2025年底，真正的“大考”到来。水声语义通信系统搭载“深海勇士”号载人潜水器下潜至约1500米深度，在与海面母船水平距离400至800米的区间内，实现了320×240分辨率、15fps帧率的实时视频传输。

“画面有一定模糊，但不影响理解。”高大化介绍，“母船想看潜器舱内状态、设备运行情况，这个清晰度完全够用。”对深潜器而言，这是从零到一的跨越。“以前深潜器下潜后，母船完全无法获知水下状态，上下之间只能收发简单报文指令，有什么问题也无法及时解决。现在舱内视频可以实时回传了，很多问题就都可以即时响应。”

跨越1300公里，走向更远的未来

水面之下的难题获得了解答，但水面之上的挑战依旧严峻。2026年7月29日，团队将目标转向短波天波场景——从西安到广州，超1300公里。短波天波依靠电离层反射实现远距离通信，距离远、带宽极窄，且受大气环境影响严重。团队在仅4.8kbps的带宽下，让视频画面跨越上千公里实时呈现，填补了我国极窄带远距离天波视频通信的空白。

这意味着，语义通信可以成为最后一条“保底链路”——无论是海洋资源开发、深海旅游、远洋作业，还是偏远无人区勘测、救灾现场、星地直连等，都可能因它而获得关键的实时视频能力。

从2016年起步到成果相继问世，团队熬过了最初的迷茫，用近十年时间把一条从香农时代便被搁置的理论路径，在“无人问津”的年月里逐步蹚通。千岛湖的初次验证、海洋深处的载人深潜、跨越千公里的短波天波——这些坐标串起来的，不仅是一组技术参数，更是一种在未知中埋头赶路的科研定力。语义通信的故事，或许才刚刚开始。