中国科学院高阶体制高码率星地通信地面技术实验成功

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中国科学院高阶体制高码率星地通信地面技术实验成功

2025-05-28

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近期，中国科学院空天信息创新研究院携手北京融为科技有限公司，在位于丽江的空天院站点启动了一项针对新一代高阶高通量星地数传系统的高阶体制高码率星地通信地面技术测试。此次试验借助地面设备模拟卫星数据发送过程，成功达成了x频段单通道最高2100mbps@128qam的高通量数据通信，相比传统方式提升了75%的数据传输速度。这一成就标志着国内x频段单通道星地通信速率的新高度。

随着遥感技术和载荷观测能力的持续进步，卫星收集的数据量显著增加，这使得传统的星地数据传输模式面临挑战。目前，国内民用卫星普遍采用X频段进行数据传输，但其单通道码速率通常限制在450Mbps@QPSK、900Mbps@8PSK或1200Mbps@16QAM左右。这种现状加剧了海量空间数据传输需求与有限传输带宽之间的矛盾，制约了卫星的应用效率。因此，提高单通道码速率成为当务之急。

为了应对这些挑战，空天院与北京融为公司共同研发了一套基于微波技术的高阶体制高码率数据传输方案。该方案不仅能够充分利用现有的地面设施，而且无需大幅增加系统硬件成本，仅通过对调制解调器等关键设备的技术优化，即可显著提升星地数据传输效率。

本次实验分为三个阶段：首先进行了桌面联通测试，用于检验新型高阶体制调制解调器的功能完整性；接着开展有线联通测试，以确认地面系统的射频闭环性能；最后实施无线对接测试，在距离丽江站大约10公里、仰角约为4°的地方设置卫星信号模拟源，构建无线通信链路，模拟真实卫星信号的发射与接收过程。最终结果显示，在128QAM高阶体制下，使用地面现有信道设备搭配新开发的调制解调器，可以轻松实现X频段2100Mbps的单通道码速，并且保持星座图无畸变，误码率接近零，充分证明了高阶体制高码率数据传输技术的可行性和可靠性。

此外，此次实验还攻克了多项核心技术难题，例如相位噪声补偿、非线性校正以及信道均衡等，并首次将深度神经网络模型应用于卫星数据接收调制解调器的核心算法中，借助人工智能的力量进一步增强了星地数据传输的能力，为未来更高效的星地通信提供了极具潜力的技术路径。

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中国科学院高阶体制高码率星地通信地面技术实验成功