国内最高X频段单通道星地通信码速率实现

中国网/中国发展门户网讯 近日(jìnrì)，中国科学院空天信息创新(chuàngxīn)研究院（空天院）联合北京融为科技有限公司（北京融为公司）在空天院丽江站开展了面向新一代(xīnyídài)高阶高通量星地数传系统的高阶体制高码率星地通信地面技术实验(shíyàn)，通过在地面模拟卫星(wèixīng)数传发射，成功实现了X频段(pínduàn)单通道最高2100Mbps@128QAM的高通量数据通信，将微波通信码速率提升了75%，为当前国内(guónèi)最高的X频段单通道星地通信码速率。

随着遥感应用需求和载荷观测能力的快速提升，卫星有效载荷的观测数据量(shùjùliàng)极速增长，卫星星地数据传(chuán)输码速率也不断提高。当前国内民用卫星的星地数据传输主要采用X频段，单通道码速率一般(yìbān)为(wèi)450Mbps@QPSK、900Mbps@8PSK或1200Mbps@16QAM等几档(jǐdàng)，导致海量(hǎiliàng)空间探测数据下传需求与星地数据传输带宽不足的矛盾日益突显，严重影响卫星利用(lìyòng)效能，提升单通道码速率的需求十分迫切。

针对上述核心(héxīn)瓶颈问题，空天院与北京融为公司联合提出了(le)微波技术下的高阶体制高码率数据传输方案，能够在最大(zuìdà)限度复用现有地面(dìmiàn)资源设备、不过多增加系统(xìtǒng)硬件复杂度的情况下，通过调制解调器等地面系统关键设备的技术能力升级，实现星地数据传输码速率的大幅提升。

图为(túwèi)高阶体制调制解调器

本次实验先后完成了桌面联通、有线(yǒuxiàn)联通和无线对接共(gòng)三个阶段的实验内容。桌面联通实验主要是为验证新研制的高阶体制调制解调器的单机(dānjī)关键技术实现情况(qíngkuàng)；有线联通实验是为验证地面系统射频有线闭环情况；无线对接实验是通过在距离丽江站约10公里、仰角(yǎngjiǎo)约4°的位置架设卫星信号模拟源，建立无线通信链路，模拟卫星发射高阶体制信号，由丽江站数据接收系统进行信号接收，可(kě)基本模拟星地数传的真实业务(yèwù)场景。

（a）无线(wúxiàn)场地（模拟卫星信号发射） （b）丽江站12米数据接收系统(xìtǒng)

图为无线对接试验现场(xiànchǎng)

实验项目负责人、空天院高级工程师张雨濛介绍，三个阶段的(de)实验结果表明，利用地面系统现有信道设备配合新研制的高阶(gāojiē)体制调制解调器，在128QAM高阶体制下，可实现X频段2100Mbps单通道(dāntōngdào)码速率通信，星座图无明显畸变，误码率(wùmǎlǜ)可归零(guīlíng)，充分验证了高阶体制高码率数据传输的技术可行性。

图为 X频段(pínduàn)-2100Mbps-128QAM 无线对接试验(shìyàn)误码率

本次实验突破了相位噪声(zàoshēng)补偿、非线性校正、信道均衡等一系列关键技术，首次将深度神经网络模型引入卫星(wèixīng)数据接收调制解调器核心算法，利用人工智能技术为星地数据传输(shùjùchuánshū)赋能，为解决(jiějué)我国星地通信瓶颈问题提供(tígōng)了新的高性价比的技术解决方案。空天院(kōngtiānyuàn)所属中国遥感卫星地面站主任黄鹏研究员表示，随着后续(hòuxù)工程化应用，本项成果未来将为抢占科技竞争制高点、发展航天战略新兴产业提供自主可控的原创性技术成果助力。