【摘 要】
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卫星信道具有较强的多径效应和群时延特性,在传输过程中会造成信号的符号间干扰,严重影响通信质量,通常可以采用自适应均衡的方法解决。盲均衡技术凭借其无须训练序列的优势,成为卫星通信中使用最广泛的均衡技术。高阶QAM调制因具有更高的频带利用率被广泛用于高速卫星通信中,但是随着QAM调制阶数与信息传输速率的提升,传统盲均衡算法效果不佳。因此研究具有更低稳态误差,更快收敛速率的新型盲均衡算法具有重要意义。并
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卫星信道具有较强的多径效应和群时延特性,在传输过程中会造成信号的符号间干扰,严重影响通信质量,通常可以采用自适应均衡的方法解决。盲均衡技术凭借其无须训练序列的优势,成为卫星通信中使用最广泛的均衡技术。高阶QAM调制因具有更高的频带利用率被广泛用于高速卫星通信中,但是随着QAM调制阶数与信息传输速率的提升,传统盲均衡算法效果不佳。因此研究具有更低稳态误差,更快收敛速率的新型盲均衡算法具有重要意义。并行化技术通过提升硬件并行度来提升数据处理能力,是提升卫星通信通信速率的关键技术。并行化技术在并行FIR均衡器时硬件资源消耗巨大,在硬件资源有限的情况下,严重限制了系统并行度的提升,阻碍了通信速率的提升。因此研究一种低复杂度FIR均衡器并行化技术,具有重要的应用价值。本文针对卫星信道的群时延传输特性,重点研究适用于高阶QAM信号的盲均衡算法及低复杂度并行硬件实现,所做的主要工作如下:1.提出了一种新型双模式盲均衡算法,即邻域改进符号判决-判决引导算法（NSBD-DD算法）。NSBD-DD算法基于邻域改进符号判决算法与盲均衡双模式切换的相关理论。在卫星通信线性群时延信道下,其码间串扰补偿能力可达-50d B,可有效均衡高速卫星通信中的相位旋转及码间串扰。2.推导了一种低复杂度八路并行均衡器结构。该结构基于快速卷积算法与迭代短卷积算法。相比于直接并行结构,降低了57.8%的乘法次数。在FPGA硬件综合中,其查找表、寄存器、DSP硬件资源占用分别下降了21.42%、8.35%、68.04%;工作频率提升了22.72%;总功耗降低了28.63%。在相同硬件资源消耗下,可提升三倍的并行度与通信速率。3.在FPGA平台上设计了基于NSBD-DD算法的八路并行低复杂度盲均衡器并进行相应实验及测试。在64QAM信号下,工作频率可达135.89Mhz,八路总数据带宽可达6.522Gbps。在RTL级验证及FPGA板级测试中,联合Matlab软件对实测数据进行了相应分析,验证了硬件设计的功能正确性。最后,对本文的研究内容进行总结并展望,给出相应的改进建议。
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