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针对空间激光通信中无线光信号传输过程的串扰以及噪声问题,提出一种结合恒模算法(CMA)和最小均方(LMS)算法的两级级联变步长自适应均衡算法——CMA-LMS均衡算法,使步长因子的大小在一定范围与理论呈非线性关系。利用理论数据和步长因子的乘积对算法变量进行更新,实现信道的非线性自适应均衡。实验结果表明:CMA-LMS均衡算法能够提高系统的性能;在16阶正交幅度调制(16QAM)下,CMA-LMS均衡算法能够有效抑制系统的噪声和串扰问题。