高级制高码率星地面通信技术实验完成

近日，中国科学院空天信息创新研究院与北京融为科技有限公司合作，在空天院丽江站开展了针对新一代高水平高通量星地数传系统的高水平系统高码率星地通信地面技术实验。通过模拟地面上的卫星数传发射，X频段单通道最高可达2100Mbps@128QAM的高通量数据通信将微波通信代码速率提高了75%。这是目前国内最高的X频段单通道星地通信代码速率。

随着遥感应用需求和载荷观测能力的提高，卫星有效载荷观测数据的数量迅速增加，卫星星地数据传输代码的速度也在不断提高。目前国内民用卫星星地数据传输主要采用X频段，单通道代码速度一般为450Mbps@QPSK、900Mbps@8PSK或1200Mbps@16QAM等文件，导致大量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出，影响卫星利用效率。所以，急需提高单通道码的速度。

针对上述问题，空天院和北京融为公司联合提出了微波技术下的高级系统高码率数据传输方案。该方案可以通过调制解调器等地面系统关键设备的技术能力升级，在最大限度地重用现有地面资源设备的情况下，增加系统硬件的复杂性，从而大大提高星地数据传输码的速度。

本实验完成了三个阶段的实验内容:桌面联通、有线联通、无线对接。桌面联通实验主要是验证新开发的高级系统调制解调器单机关键技术的实现;有线联通实验是验证地面系统射频有线闭环;无线对接实验是通过距离丽江站约10公里、仰角约4个°卫星信号模拟源设置在位置，建立无线通信链路，模拟卫星发射高级系统信号，信号接收由丽江站数据接收系统进行，基本可以模拟星地数传的真实业务场景。

三个阶段的实验结果表明，在128QAM高阶系统下，利用现有的地面系统通道设备和新开发的高阶系统调制解调器，可以实现X频段2100Mbps单通道码速率通信，星座图没有明显的变化，误码率可以归零，验证了高阶系统高码率数据传输的技术可行性。

本实验突破了相位噪声补偿、非线性校正、信道平衡等关键技术，将卫星数据接收调制解调器核心算法引入深度神经网络模型，利用人工智能技术赋能星地数据传输，有望为提高星地通信效率提供新的高性价比技术解决方案。