北京邮电大学完成首次基于运营商NTN低轨卫星链路的端到端语义视频实时通信测试

8月31日，北京邮电大学张平院士团队完成首次基于运营商NTN低轨卫星链路的端到端语义视频实时通信测试。测试采用NTN测试终端直连低轨卫星，贯通“卫星终端－低轨卫星－信关站－地面5G网络－5G终端”完整天地链路，在时变性强的实际卫星信道下首次成功实现端到端视频实时传输。

与信道条件相对平稳的高轨卫星不同，低轨卫星高速绕地运行，信道信噪比随仰角快速起伏，误码突发且集中，可用带宽窄并随过境过程动态变化。传统视频通信在此环境下画面卡顿、频繁掉帧，难以支撑实时视频业务。针对低轨卫星通信的痛点问题，团队结合语义通信高压缩率及抗丢包技术特点，提出高容错视频语义通信系统方案并开展外场测试，在高动态低轨卫星链路特殊场景下，提升了视频传输质量。

语义通信方案vs.直接传输方案

本次测试采用团队自主研发的高容错视频语义通信关键技术与原型平台，重点突破了低轨卫星特殊信道下的视频抗损传输、现网快速适配和低时延实时传输三大难题。

针对低轨卫星信道时变性强、误码突发的特点，团队突破了突发丢包下的视频抗损传输难题。系统将视频内容压缩为高维语义特征传输，将强相关的语义特征交织打散至不同数据包，并在随机丢包条件下进行训练，接收端基于未丢失信息对缺失内容进行恢复重建，提升模型在丢包信道下的鲁棒性，实现“丢包不影响语义，接收画面可辨识”。测试中，当上行速率出现波动时，视频画面质量虽有起伏但传输整体保持连续，而传统通信方案在同等条件下则明显卡顿掉帧。

在适配现网传输机制方面，系统以标准数据包形式承载语义特征，兼容现网的数据包封装、调度与错误丢弃等处理机制，打通了依托现网架构快速部署的途径。前期团队已在江苏连云港依托 5G 商用网络完成近海弱覆盖场景的语义通信实测验证，本次进一步针对 NTN 低轨卫星网络设计端到端链路并实现贯通，验证了该技术可在不同网络间平滑迁移、快速适配的能力。

在算力受限条件下，团队大幅提升了视频业务的低时延实时传输能力。语义通信实现实时视频抗损传输需要一定的算力与并行化处理能力，团队采用快速注意力优化算法，将显存占用降低 50% 以上，可支撑实时视频的逐帧压缩、传输与恢复，为未来具备相应算力能力的终端部署语义通信提供了可能。

本次测试是北京邮电大学与中国移动基于院士工作站合作完成的，在语义信息理论指导下，是语义通信从地面走向低轨卫星天地一体通信服务的关键一步，为应急通信、远洋作业、偏远地区覆盖等无地面网络场景提供了新的技术选项，极大地扩展了当前卫星业务服务能力。面向未来，将进一步深化基础理论研究、核心技术攻关与系统级验证，携手产学研用各方合作伙伴，共同推进语义通信前沿技术从理论创新走向产业实践。