中国科学家实现2100Mbps X频段星地通信，深度神经网络提升通信效率

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，在丽江站成功进行了高阶体制高码率星地通信地面技术实验。实验通过地面模拟卫星数传发射，实现了X频段单通道2100Mbps@128QAM的高通量数据通信，将微波通信码速率提升了75%。 随着遥感应用需求不断增长，卫星载荷的观测数据量也随之激增。然而，现有的民用卫星星地数据传输技术在单通道码速率上存在局限，主要采用450Mbps@QPSK、900Mbps@8PSK或1200Mbps@16QAM等较低标准，这导致了海量空间探测数据下传需求与传输带宽不足之间的矛盾愈发突出，影响了卫星的应用效率。为解决这一问题，中科院空天信息创新研究院和北京融为科技提出了基于微波技术的高阶体制高码率数据传输方案。 该方案的关键在于最大限度地利用现有地面资源设备，通过技术创新而非大量增加硬件复杂度，实现单通道码速率的显著提升。具体而言，研究人员通过升级调制解调器等关键地面系统设备，成功提高了数据传输效率。实验共分为三个阶段：桌面联通实验验证了新调制解调器的单机关键技术；有线联通实验确保了地面系统的射频有线闭环功能；无线对接实验则在丽江站附近约10公里、仰角约为4°的位置设置了卫星信号模拟源，建立了无线通信链路，模拟了真实星地数据传输的场景。 在三个阶段的实验中，科研团队成功验证了高阶体制高码率数据传输的技术可行性。通过128QAM高阶体制，实验在X频段实现了2100Mbps的单通道码速率通信，数据传输过程中星座图无明显畸变，误码率可以归零。这不仅证明了技术的可行性，还突破了相位噪声补偿、非线性校正和信道均衡等关键技术难关。此外，团队还在调制解调器的核心算法中引入了深度神经网络模型，利用人工智能技术进一步提升了星地通信的效率。 业内人士认为，这次实验的成功将为未来提高卫星数据传输效率提供一种高性价比的新技术途径。随着这项技术的逐步推广和应用，预计可以大大缓解当前数据传输带宽不足的问题，提升卫星遥感应用的整体效能。