中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院最新科研動(dòng)態(tài)顯示，近日，其聯(lián)合北京融為公司成功開展面向新一代高階高通量星地?cái)?shù)傳系統(tǒng)的高階體制高碼率星地通信地面技術(shù)實(shí)驗(yàn)，成功實(shí)現(xiàn)了 X 頻段單通道最高 2100Mbps@128QAM 的高通量數(shù)據(jù)通信，將微波通信碼速率提升了 75%，為當(dāng)前國內(nèi)最高的 X 頻段單通道星地通信碼速率。
據(jù)介紹，隨著遙感應(yīng)用需求和載荷觀測能力的快速提升，衛(wèi)星有效載荷的觀測數(shù)據(jù)量極速增長，衛(wèi)星的星地?cái)?shù)據(jù)傳輸碼速率也不斷提高。當(dāng)前國內(nèi)民用衛(wèi)星的星地?cái)?shù)據(jù)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(yán)重影響衛(wèi)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(lián)合提出了微波技術(shù)下的高階體制高碼率數(shù)據(jù)傳輸方案，能在最大限度復(fù)用現(xiàn)有地面資源設(shè)備、不過多增加系統(tǒng)硬件復(fù)雜度的情況下，通過調(diào)制解調(diào)器等地面系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備的技術(shù)能力升級，提高星地?cái)?shù)據(jù)傳輸碼速率。
▲ 圖源中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院：高階體制調(diào)制解調(diào)器，下同
本次實(shí)驗(yàn)先后完成了桌面聯(lián)通、有線聯(lián)通和無線對接共三個(gè)階段的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。桌面聯(lián)通實(shí)驗(yàn)主要是為驗(yàn)證新研制的高階體制調(diào)制解調(diào)器的單機(jī)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)情況；有線聯(lián)通實(shí)驗(yàn)是為驗(yàn)證地面系統(tǒng)射頻有線閉環(huán)情況；無線對接實(shí)驗(yàn)是通過在距離麗江站約 10 公里、仰角約 4° 的位置架設(shè)衛(wèi)星信號(hào)模擬源，建立無線通信鏈路，模擬衛(wèi)星發(fā)射高階體制信號(hào)，由麗江站數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)接收，可基本模擬星地?cái)?shù)傳的真實(shí)業(yè)務(wù)場景。
▲ 無線場地（模擬衛(wèi)星信號(hào)發(fā)射）
▲ 麗江站 12 米數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)
實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、空天院高級工程師張雨濛介紹，三個(gè)階段的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，利用地面系統(tǒng)現(xiàn)有信道設(shè)備配合新研制的高階體制調(diào)制解調(diào)器，在 128QAM 高階體制下，可實(shí)現(xiàn) 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(yàn)證了高階體制高碼率數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)可行性。
▲ X 頻段-2100Mbps-128QAM 無線對接試驗(yàn)誤碼率
從中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院獲悉，本次實(shí)驗(yàn)突破了相位噪聲補(bǔ)償、非線性校正、信道均衡等一系列關(guān)鍵技術(shù)，首次將深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型引入衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收調(diào)制解調(diào)器核心算法，利用人工智能技術(shù)為星地?cái)?shù)據(jù)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(jià)比的技術(shù)解決方案。
