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，中国科学院空天信息(xìnxī)创新研究院（空天院(kōngtiānyuàn)）联合(liánhé)北京融为科技有限公司（北京融为公司）在(zài)空天院丽江站开展了面向新一代高阶高通量星地(xīngdì)数传系统的高阶体制高码率星地通信地面(dìmiàn)技术实验，通过在地面模拟卫星数传发射，成功(chénggōng)实现了X频段单通道最高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极速增长，卫星星地数据传输(shùjùchuánshū)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(cǎiyòng)X频段，单通道(dāntōngdào)码速率一般为450Mbps@QPSK、900Mbps@8PSK或1200Mbps@16QAM等几档，导致海量空间探测数据下传需求与(yǔ)星地数据传输带宽(dàikuān)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(pòqiè)。

针对上述核心瓶颈问题(wèntí)，空天院与(yǔ)北京融为公司联合提出了微波技术下的(de)高阶体制高码率数据传输方案，能够在最大限度复用现有地面(dìmiàn)资源设备(shèbèi)、不过多增加系统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。

图为高阶体制(tǐzhì)调制解调器

本次实验先后(xiānhòu)完成(wánchéng)了桌面联通、有线联通和无线对接共三个阶段的实验内容。桌面联通实验主要是为(wèi)验证新研制的高阶体制调制解调器的单机关键技术实现情况；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(jùlí)丽江站约10公里、仰角约4°的位置架设(jiàshè)卫星信号(xìnhào)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，可基本(jīběn)模拟星地数传的真实业务场景。

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

图为(túwèi)无线对接试验现场

实验项目(xiàngmù)负责人(fùzérén)、空天院高级工程师张雨濛(méng)介绍，三个阶段的实验结果表明，利用地面系统现有信道设备配合(pèihé)新研制的高阶体制调制解调器，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，误码率可归零，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 无线对接试验误码率(wùmǎlǜ)

本次实验突破了相位噪声补偿、非线性(fēixiànxìng)校正、信道均衡等一系列关键技术(jìshù)，首次将深度神经网络模型引入卫星数据接收调制解调器核心算法，利用人工智能(réngōngzhìnéng)技术为星(wèixīng)地数据传输赋能，为解决我国星地通信瓶颈问题提供了新的高性价比的技术解决方案(jiějuéfāngàn)。空天院所属中国遥感卫星地面站主任黄鹏研究员表示，随着后续工程化应用(yìngyòng)，本项成果(chéngguǒ)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。