【摘 要】
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近年来,建设大容量卫星移动通信系统成为世界航天大国建设的重要任务,高速数据传输技术作为卫星移动通信系统的关键技术之一,正受到越来越多的关注。而宽带高速数传系统中往往伴随着器件饱和、群时延失真和环境干扰等问题,导致接收端的信号常有码间串扰现象。信道均衡作为高速数传系统中的关键技术,可以有效地消除或减弱上述问题。其中,盲均衡技术具有结构简单、复杂度低和带宽使用率高等优势,非常适用于卫星高速数传基带系统
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近年来,建设大容量卫星移动通信系统成为世界航天大国建设的重要任务,高速数据传输技术作为卫星移动通信系统的关键技术之一,正受到越来越多的关注。而宽带高速数传系统中往往伴随着器件饱和、群时延失真和环境干扰等问题,导致接收端的信号常有码间串扰现象。信道均衡作为高速数传系统中的关键技术,可以有效地消除或减弱上述问题。其中,盲均衡技术具有结构简单、复杂度低和带宽使用率高等优势,非常适用于卫星高速数传基带系统。此外,高速数据流带宽大、速率高,传统的串行处理已经不能适配,并行盲均衡处理手段的研究迫在眉睫。针对卫星高速数传系统中的ISI问题,论文重点研究盲均衡中的Bussgang类算法及其高速并行形式的硬件模块设计。主要研究内容如下:（1）研究了卫星系统的通信链路,通过传播环境、射频信道两方面探讨了信道均衡的必要性,介绍了维纳滤波和卡尔曼滤波两种经典均衡滤波算法,阐述了最陡下降法、最小均方法和递推最小二乘法常见的三种自适应算法,分析了恒模和修正恒模（Modified Constant Modulus Algorithm,MCMA）算法的流程。（2）针对MCMA算法中收敛速度慢的问题,构造了一组新的变步长（Variable Step,VS）曲线函数,该函数在均衡初期步长较大,收敛较快,到均衡收敛时步长有序变小,进而提高算法稳态性能。针对MCMA算法中稳态误差大的问题,设计了双模式算法,在均衡初期使用MCMA算法保证收敛稳定性,到达判决门限时切换成直接判决（Decision Directed,DD）算法减小稳态误差。将两点改进结合,提出了变步长双模式修正恒模（VS-MCMA-DD）算法,仿真结果表明,所提算法既有效地加快了收敛速度又能降低稳态剩余误差。（3）针对并行滤波器中乘法器消耗过多的问题,设计了一种基于短卷积结构的低复杂度并行滤波器,大幅度减少了乘法器使用量。针对并行权向量更新器的迭代反馈设计问题,设计了一种基于流水线结构的并行迭代更新器,进一步减少寄存器使用量。（4）在可编程阵列逻辑（Field Programmable Gate Array,FPGA）硬件平台上开发了8路并行盲均衡器,分析了实现时序和资源消耗,调制方式为16QAM,理论能承受5.76Gbps的高速数据流。搭建测试平台测试了盲均衡器的实际性能,测试结果表明,并行盲均衡器的均衡效果接近理论仿真结果,验证了所设计的盲均衡器的可行性和准确性。
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