——记北京大学电子学院助理教授张舒航

郑 心  张利霞

　　如今，大家都生活在一个被“连接”定义的时代——指尖轻触，信息便可跨越山海；一帧视频，看得到的是眼前的炫彩画面，看不到的却是千万比特的流量奔涌。这些状似轻盈的瞬间，其实正反射着电磁波信号对人类生活的无形改变。网络通信，正如现代文明的血脉，默默向未来输送着无限可能，让如候鸟般的无人机悄然掠过楼宇的脊线，快递包裹在空中划出精准弧线，医疗物资穿越拥堵街道，抵达急症患者手中等种种，都不再是电影里的科幻画面。然而，当萌芽中的“低空经济”图景正在重绘人类生活的蓝图，辟开一个以百米至千米空域为舞台的全新生产力空间时，却鲜少有人关注：这汪数据的洪流能否承载未来的重量？

　　本质上讲，低空经济的繁荣，依赖的不仅是飞行器的升空能力，更有它们能否“听懂彼此”和与地面“实时对话”的能力。试想，成百上千架无人机在城市上空穿梭，若没有低延迟、高可靠的通信链路，它们将顷刻迷航。更严峻的是，传统地面通信网络的设计，本就未考虑空中节点的高速移动与三维分布情况。于是，信号在楼宇间折射、在气流中抖动，其稳定性成了最大的技术挑战，更是时代命题中对通信边界安全与效率的深层叩问。

　　正是在这样的背景下，一批青年科学家正在发愤图强，北京大学电子学院信息与通信研究所助理教授张舒航便是其中一位执灯者。他深耕无线通信系统设计，尤其关注低空场景下的空-地协同网络架构，带领团队探索新型波束成形技术、动态频谱共享机制，以及服务于低空人工智能系统的协同智能技术，试图让每一架飞行器都拥有“智慧的耳朵”与“敏捷的神经”。在他看来，未来的低空网络，不应是简单的信号覆盖，而应是一张具备自感知、自适应、自优化能力的智能生态网；通信的终极之美，不在于技术的炫目，而在于让人彻底“忘记”技术的存在——那才是连接的最高境界。

向下扎根，向上生长

　　今天，数字中国发展得如火如荼，在蓬勃生长的网络通信技术的托举之下，天南海北的人们弥合了地域的间隔，模糊了年龄的分野，也打破了信息的壁垒，但这些在张舒航选择职业航向的时候，都尚未成形。

　　出生成长于重工业之乡，辽阔的黑土地在国人心中如同一本边角起皱的大书，好像在我国经济结构重塑之后便开始溢满生活的沧桑。但张舒航的成长经历却足以打破这些刻板印象，在家乡，他得到的是一次次向美而行的遇见，一场场温暖的托举，这些都让他在高考之际对择业充满希望，并将目光投向了“虽然不知道具体做什么，但坚信其前景一定明亮”的电子信息专业。要知道，这在十余年前绝对称不上是北京大学的热门专业，却让高出录取分数线许多分的张舒航“一见钟情”。而在从学士到博士的9年攻读中，在人与顶级学府、平台双向奔赴、互相成就的动人故事里，有个人的奋斗，也有环境的温情；有发展的红利，也有时代的际遇。

　　自踏入北京大学这个优秀人才聚集地开始，张舒航从没觉得自己天赋异禀、成绩优异，虽然已经在数学、物理等竞赛场上“身经百战”，他依然总是把“我成绩就是很一般”“身边比我优秀的人简直太多了”“同学水平太高，我压力太大”云云谦虚之言挂在嘴边，但明眼人都能在他“图书馆—教室”两点一线的生活里看得到理想，见得到坚守。毕竟北京大学信息与通信研究所所长宋令阳教授的课题组不会盲目招收一无所知的助手，北京大学的直博名额也不会随便落到疏于学习的人头上。

　　“关怀有温度，研究有尺度，宋老师是指引我走上科研之路的人。”直到今日，对于大学三年级接触科研的经历，张舒航依旧做如此评价。“与许多师兄师姐一样，最初尝试加入宋老师的课题组，还是因为看到了前人成绩，但走近宋老师才知道，他是一位治学严谨、长于引导，且以身作则、发心纯粹的好老师。”在每位科研者心中，恐怕都会留有一段“从零开始学实验、反复熬夜改论文”的“新手村”岁月，这既被视作掌握科研技术的必由之路，也称得上是磨炼抗挫心态的初级训练营。不过，在宋令阳教授麾下，这段岁月好像总会长上那么一些。“因为宋老师治学是非常严谨的。”多年之后，张舒航如此回忆道。而除了这些细枝末节的以身作则，宋教授带给张舒航最宝贵的影响与精神财富，莫过于对发展大势的精准判断与果断把控。“早在近十年前，宋老师就提出了发展低空网络的重要性，今天，其果然成为国家重要的战略发展方向。察势者智，这让我充分看到了用创新视角观察行业趋势的重要性。”更重要的是，即便当时的低空经济并不是热门方向，宋教授依然愿意在此领域内一路深耕下去。

　　急功近利，常常会与目标背道而驰；热衷走捷径，到头来却会走上一条最远的弯路。深谙此义的张舒航在博士毕业之后，只因为一个“磨刀不误砍柴工”的念头，便有勇气大步往前，走入了市场，走向了实践。

千米之下，机遇无限

　　生逢国运荣盛、温饱无虞的时代，大国崛起、科技创新、文化自信涵养着当代年轻人的志气与骨气，为他们的奋斗轨迹增添了全新注脚。于是，热衷思考与求索的张舒航随着专业知识的积淀，在脑海中一直酝酿的问题越来越让他无法忽视：既然创新绝非空中楼阁，而是从现实土壤中长出的新芽，那么自己的专业到底能切实落在哪一方土壤之上？“我的习惯是，自己心里有的疑问，一定要亲眼去看、亲耳去听、亲手去做，才能不留遗憾。”所以，为了寻找答案，他选择到同样杰出的中国企业华为，到离市场最近的地方去汲取经验。

　　虽然，这页篇章的书写过程最终只花费了不长不短的两年，但对张舒航而言，这却是一次难能可贵的叩问内心、明晰前路的过程。在工程师的平凡岗位上，他用两年时间做着不平凡的事情——不仅加入第三代合作伙伴计划（3GPP）协议推动的过程之中，还在5G技术标准的制定及5G商业化的推进过程中贡献己力。

　　2022年3月，全球5G标准的第三个版本——3GPP R17完成系统设计，这不仅标志着5G技术演进第一阶段的圆满结束，而且证明了移动生态系统具有强大韧性，为推动5G发展走上“快车道”添上浓重一笔。这背后，是许多相关企业、万千科研者孜孜不倦地辛勤劳作，是无数赶路人身上散发出的点点微茫。而张舒航在其中究竟添的是哪一笔锦绣，恐怕无从深究考量，但他切实看到了努力的收获，看到了自己的工作原来有可能谱写为“大文章”。从而，他明确了心中理想：继续投入学术研究，要站到研究最前沿理论的队伍中去，因为他相信并亲眼见证了我国相关产业强大的转化力量。

　　2024年，在遇见鹏城实验室的同时，张舒航也遇到了“低空经济”的腾飞。这一年，是“低空经济”被写入《政府工作报告》的第一年，凸显其在国家经济发展中的重要地位。它是新质生产力催生的综合经济形态，具有拉动区域经济新增长、拓展城市发展新空间、提供社会治理新手段、催生跨界融合新生态、整合产业发展新要素等典型特征。有机构预测，未来一年我国低空经济整体市场规模就可达到8591.7亿元，可谓千米之下，机遇无限。而与低空经济同样年轻蓬勃的，便是于2018年组建的鹏城实验室，这是一所由党中央批准成立的突破型、引领型、平台型一体化的网络通信领域新型科研机构，主要从事该领域战略性、前瞻性、基础性重大科学问题和关键核心技术研究，是国家战略科技力量的重要组成部分。于是，意气风发的青年与如日方升的行业与平台一拍即合，在发展低空经济日渐开阔的新赛道上步履坚定。

　　在鹏城实验室重大任务中，张舒航与团队深入探讨了以低空载货、载人为主要目标的低空经济正在面临的通信环境复杂、同频干扰严重、难以全频覆盖等问题，旨在解决低空通信网络设计、低空通信系统规划的巨大挑战。“对低空无线通信环境进行重构，刻画不同频段、不同环境下频谱特征，可为通信器件设计提供仿真实验基础，为评估低空环境的通信能力提供基础工具，是针对低空经济设计高效通信系统的关键。”张舒航补充道。而低空通信环境恰好具备可用频谱多的特点——1.4GHz(1430—1444MHz)、2.4GHz(2400—2476MHz)、5.8GHz(5725—5829MHz)、L波段(1—2GHz)、S波段(2—4GHz)等都是低空经济所规划的频段，但针对低空通信空间的无线频谱环境重构尚处于初级阶段，针对复杂低空通信环境的无线信道数据和建模分析较少，缺乏多维度的电磁频谱态势分析工具。

　　针对这些问题，张舒航着力开展针对低空通信环境的信道建模及电磁频谱环境关键技术研究，包括开展低空通感网络信道建模技术研究，获取低空通信环境的信道数据，刻画复杂的低空无线通信信道传播模型，分析不同运动模式、不同环境下信道特征，为低空经济各项应用提供无线通信数据传播环境基础信息；研究广域实时精细的频谱态势生成方法和关键技术，以突破时频空多维度低空立体频谱态势仿真平台、基于空间稀疏采样的生成式频谱预训练模型建立大尺度城市频谱数据库。

　　于是，围绕生成广域实时精准的频谱态势展开，张舒航团队针对真实数据采集难、仿真数据逼真度差、模型泛化性弱、领域知识应用滞后等挑战，从数据-模型两个层次开展了技术研究，将目光着重投放在低空通感环境下，电磁频谱数据的采集往往受到复杂地理环境和建筑物的影响，导致的采集数据稀疏性和不均匀性问题，通过构建三维空间下多频点电磁态势数字孪生仿真技术体系，最终突破了电磁态势实际采集流程复杂、样点稀疏的技术瓶颈，并基于该数据集设计高效的深度生成模型架构，提高了频谱态势生成的精度和泛化能力，使其能够在复杂和动态的场景中稳定工作。

　　然而，项目成果的取得也同时标志着张舒航又一程探索之旅的圆满落幕，下一程，新的目的地是令他魂牵梦萦的母校，那里有他凝结多年的深刻记忆，深沉的寄托与未竟的理想，所有这些都汇聚成心中不灭的火种，让他在受到母校的召唤后，几乎本能般选择重新投入北国怀抱。

同频共振，同心同行

　　“据财联社9月2日消息，8月25日至29日，第三代合作伙伴计划第一次6G无线接入网工作组会议在印度班加罗尔举行，17家全球主流科技企业提交的19篇提案，标志着6G从‘概念探索’迈入‘技术攻坚’阶段。这场会议中，华为/海思聚焦7—24GHz频段协议适配，小米、苹果等厂商也提出了各自思路，一场关于6G主导权的暗战已悄然打响。”这是关于下一代网络通信技术传来的最新捷报，时光荏苒，岁月如梭，数年历练已经让中国拥有全球规模最大5G独立组网网络、全球最大光纤网络，成为名副其实的“数字中国”，让如张舒航一般奋斗其中的青年学者转换了身份，具备了独当一面的能力，也能坚定地做出在时代大潮中，让个人理想与国家命运同频共振的正确选择。

　　“从国内角度讲，网络智能领域不仅是推动网络设施更新进步的基础，更是推动全行业智能化升级的基石，可以带动低空经济、具身智能等一系列重点战略方向。从国际角度讲，这是我国科技实力最直接的体现点之一，决定了我们是一直被‘卡脖子’，还是引领国际最先进的科学技术。而摆在我面前亟需解决的主要难题，就是计算需求和计算供给之间时空分布不均匀的问题。”为此，他依托国家自然科学基金青年基金支持，主动面向空地一体化网络下的空中边缘节点算力不足、空地通信速率受限等问题“亮剑”，创新性提出空地一体化云边模型协同架构，揭示空地一体化云边模型协同推理性能理论界，设计空地一体化网络资源调度方法和动态开销云边模型协同进化策略，使得云端大模型能够对空地一体化网络中海量边缘节点提供全覆盖计算服务。

　　“空地一体化网络作为未来6G移动网络的一种主要架构，它与传统地面网络大模型部署不同，空中无人机节点由于硬件限制导致算力受限，仅能部署小算力模型，并需要与地面大模型协作完成大算力任务推理。”张舒航如此阐释项目的立项背景，并以直升机应急救灾为具体事例详细说明了实践现存的问题：“空地一体化网络在实际应用部署中仍然面临着至少以下两项挑战。首先，无人机在山地、城市密集楼群等区域执行任务时，由于障碍物遮挡电磁信号传输，难以与连接云服务器的地面基站进行通信，导致数据采集中断。其次，对于应急救灾环境下部署的临时基站，由于通信模块硬件能力受限，现有典型系统仅能支持4路数据同时传输，无法支持无人机蜂群的并行式多目标快速搜救，从而导致救援效率低下。”为应对这些挑战，张舒航与团队引入了空中边缘无人机节点。因为他们深知，边缘无人机与终端感知无人机不同，主要负责汇聚终端无人机采集的数据，且可通过机载小模型进行原始数据特征提取与融合，将处理后的数据上传至地面云服务器进行分析。此外，边缘无人机对终端数据进行特征提取和数据融合，大幅降低上传数据量，实现海量终端无人机感知数据并行回传。

　　眼下，项目仍在有序地、如火如荼地进行之中，与此挑战同步开启的，还有同样获得强力支撑的北京市重点项目，其为进一步支持大模型等高算力智能业务在终端侧部署，解决边端协同推理存在无线环境动态变化、业务需求多样、终端算力和行为差异性的挑战，满足智能业务低时延、低开销等业务需求而生，重点开展边端多节点智能模型协同技术研究。

　　据张舒航透露，其研究内容将主要分成3个部分展开。第一部分针对网络边端节点传输能力限制，研究动态无线环境适配的模型拆分与任务分配方法；第二部分针对边端节点计算能力与算力需求差异化分布的特点，研究面向动态算力需求的边端模型协同部署方法；第三部分考虑利用多终端节点间的潜在协同能力，突破端边二元协同能力限制，研究多终端智能体分布式模型协同推理方法。