[发明专利]面向宽带卫星接入的时域并行Volterra均衡器、均衡方法及终端

说明书

本发明属于卫星通信技术领域，公开了一种面向宽带卫星接入的时域并行Volterra均衡器、均衡方法及终端，包括：对输入数据进行移位寄存，输出至抽头系数更新模块，导频有效时缓存当前寄存器的数据；根据缓存的寄存器数据进行串行抽头系数更新；对输入数据寄存器进行延时，根据更新后的抽头系数进行滤波，获得均衡后的输出数据。本发明实现基于LMS算法串行更新抽头，并行滤波的时域均衡器结构，仅在导频数据到来时进行抽头更新；与串行Volterra均衡器相比，仅更改了数据滤波部分，实现复杂度低、结构简单；在单倍符号率上实现两路并行均衡，提高了模块的工作时钟频率；通过硬判决实时更新抽头系数，数据收敛后依然工作，能够实时跟踪信道变化。

技术领域

本发明属于卫星通信技术领域，尤其涉及一种面向宽带卫星接入的时域并行Volterra均衡器、均衡方法及终端。

背景技术

目前，为了实现高质量的无线通信，高通量卫星(High-throughput Satellite，HTS)以其大传输带宽和高通信容量得到了飞速发展。

在卫星转发器上，信号通过输入复用器(Input MultipleXer，IMUX)，经功率放大器(Traveling-Wave TubeAmplifier，TWTA)放大，最后通过输出复用器(OutputMultipleXer，OMUX)。在信号传输过程中，由于IMUX和 OMUX滤波器的带宽限制和高通量卫星大带宽的特性，会受到严重的码间干扰 (ISI)，引入线性失真。而TWTA在接近饱和点工作，会引入非线性失真。卫星信道中滤波器导致的记忆效应和功率放大器带来的非线性失真引入了码间干扰和信道间干扰，这就需要接收端使用均衡技术进行补偿，减少和避免信道条件恶化导致的系统传输性能下降。

“FPGA Implementation of A Channel Equalizer based on LMS Algorithm”(First International Conference on Pervasive Computing,Signal Processing andApplications,2010)一文中提出了一种8抽头的LMS自适应均衡FPGA串行实现方法，这种方法实现复杂度低，能够抵抗一定的线性及非线性失真，但支持的符号速率较低，应用场景具有局限性，无法适用于高通量卫星系统中大带宽高时钟速率的数据传输。

“High-speed LMS Equalizer for Spread Spectrum System Based on FPGA”中提出了一种15抽头的volterra均衡FPGA并行实现方法，该方法实现了三路并行数据的volterra均衡，能够对信道中的群时延特性和幅频特性不理想进行补偿，其FPGA实现与仿真相比仅有0.5dB的性能损失。但是，该实现方法实现的算法复杂度高，且单路的时钟速率最高仅支持49.273MHz，依然不满足高通量卫星系统中高时钟频率的要求。

综上所述，现有volterra均衡FPGA实现方法支持的时钟速率有限，无法在支持高通量卫星数据均衡的同时解决高传输速率和高实现复杂度的问题。因此，亟需设计一种低复杂度的时域并行Volterra均衡方法。

解决以上问题及缺陷的难度为：高通量卫星系统要求较高的传输带宽，也就是要提高FPGA模块支持的符号率，需要对volterra均衡器进行并行实现。常见的并行化方法为将信号转换到频域进行处理，这样做具有较高的实现复杂度。

解决以上问题及缺陷的意义为：在时域上实现LMS自适应算法的FPGA 并行方法，算法复杂度低，使用较少的FPGA资源；进行两路并行实现，相比于串行volterra均衡器，支持的符号率提高了一倍。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种面向宽带卫星接入的时域并行Volterra均衡器、均衡方法及终端，尤其涉及一种基于LMS自适应算法的低复杂度面向宽带卫星接入的时域并行Volterra均衡器、均衡方法及终端。