中國科學院空天信息創新研究院最新科研動態顯示，近日，其聯合北京融為公司成功開展面向新一代高階高通量星地數傳系統的高階體制高碼率星地通信地面技術實驗，成功實現了 X 頻段單通道最高 2100Mbps@128QAM 的高通量數據通信，將微波通信碼速率提升了 75%，為當前國內最高的 X 頻段單通道星地通信碼速率。
據介紹，隨著遙感應用需求和載荷觀測能力的快速提升，衛星有效載荷的觀測數據量極速增長，衛星的星地數據傳輸碼速率也不斷提高。當前國內民用衛星的星地數據傳輸主要采用 X 頻段，單通道碼速率一般為 450Mbps@QPSK、900Mbps@8PSK或 1200Mbps@16QAM 等幾檔，嚴重影響衛星利用效能，提升單通道碼速率的需求十分迫切。
空天院與北京融為公司針對上述核心瓶頸問題，聯合提出了微波技術下的高階體制高碼率數據傳輸方案，能在最大限度復用現有地面資源設備、不過多增加系統硬件復雜度的情況下，通過調制解調器等地面系統關鍵設備的技術能力升級，提高星地數據傳輸碼速率。
▲ 圖源中國科學院空天信息創新研究院：高階體制調制解調器，下同
本次實驗先后完成了桌面聯通、有線聯通和無線對接共三個階段的實驗內容。桌面聯通實驗主要是為驗證新研制的高階體制調制解調器的單機關鍵技術實現情況；有線聯通實驗是為驗證地面系統射頻有線閉環情況；無線對接實驗是通過在距離麗江站約 10 公里、仰角約 4° 的位置架設衛星信號模擬源，建立無線通信鏈路，模擬衛星發射高階體制信號，由麗江站數據接收系統進行信號接收，可基本模擬星地數傳的真實業務場景。
▲ 無線場地（模擬衛星信號發射）
▲ 麗江站 12 米數據接收系統
實驗項目負責人、空天院高級工程師張雨濛介紹，三個階段的實驗結果表明，利用地面系統現有信道設備配合新研制的高階體制調制解調器，在 128QAM 高階體制下，可實現 X 頻段 2100Mbps 單通道碼速率通信，星座圖無明顯畸變，誤碼率可歸零，充分驗證了高階體制高碼率數據傳輸的技術可行性。
▲ X 頻段-2100Mbps-128QAM 無線對接試驗誤碼率
從中國科學院空天信息創新研究院獲悉，本次實驗突破了相位噪聲補償、非線性校正、信道均衡等一系列關鍵技術，首次將深度神經網絡模型引入衛星數據接收調制解調器核心算法，利用人工智能技術為星地數據傳輸賦能，為解決我國星地通信瓶頸問題提供了新的高性價比的技術解決方案。
