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创新研究院（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(lìjiāng)站开展了面向新一代高阶高通量星地(xīngdì)数传(shùchuán)系统的高阶体制高码率(mǎlǜ)星地通信地面技术实验，通过在地面模拟卫星数传发射，成功实现了X频段单通道最高2100Mbps@128QAM的高通量数据通信(shùjùtōngxìn)，将(jiāng)微波通信码速率(sùlǜ)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(suízhe)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(xīngdì)数据传输码速率(sùlǜ)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(xià)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(yǐngxiǎng)卫星利用效能(xiàonéng)，提升单通道码速率的需求十分迫切。

针对上述核心瓶颈问题，空天院(kōngtiānyuàn)与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资源设备、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(shíxiàn)星地(xīngdì)数据传输码速率(sùlǜ)的大幅提升。

图为(túwèi)高阶体制调制解调器

本次实验先后(xiānhòu)完成了桌面联通(liántōng)、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(shì)为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(xìtǒng)射频有线闭环情况；无线对接实验是通过在距离丽江(lìjiāng)站约10公里、仰角约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(fāshè)高阶体制信号，由丽江站数据接收系统进行信号接收，可基本模拟星地数传(shùchuán)的真实业务场景。

（a）无线场地（模拟(mónǐ)卫星信号发射） （b）丽江站12米(mǐ)数据接收系统

图为无线对接试验现场(xiànchǎng)

实验(shíyàn)(shíyàn)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(pèihé)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-2100Mbps-128QAM 无线对接(duìjiē)试验误码率(wùmǎlǜ)

本次(běncì)实验突破了相位噪声补偿、非线性校正、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，利用人工智能技术为星(wèixīng)地(dì)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。空天院(kōngtiānyuàn)所属中国遥感(yáogǎn)卫星地面站主任黄鹏研究员表示，随着后续工程化应用，本项成果未来将为抢占科技竞争制高点、发展航天战略(zhànlüè)新兴产业提供自主可控的原创性技术成果助力。