卫星通信以其不受地理位置等因素限制,随时随地为用户提供服务的特点,在人们的生活中得到广泛的应用^[1]。随着目前地面上长期演进（Long Term Evolution,LTE）通信网络的成熟,适应当前环境的卫星通信系统相关技术迫切需要研究。宽带卫星通信系统中,由于地面用户手机等终端的功率限制,在上行链路中采用了单载波频分多址（Single-carrier Frequency-Division Multiple Access,SC-FDMA）技术。宽带卫星通信的信道由多种因素共同影响,需要对卫星信道做出有效的估计均衡,最大限度地减少信道对传输性能的影响。本文将对宽带卫星上行链路中的信道均衡方法展开研究,针对当前信道均衡方法的不足进行改进,提出更好的均衡算法,并通过现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）等硬件进行算法的工程验证。本文的研究内容如下:首先,介绍了宽带卫星上行链路信道的影响因素,建立了宽带卫星信道模型,接下来对LTE系统上行链路关键技术参数进行介绍。通过与正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）系统进行对比,研究了宽带卫星上行链路中的SC-FDMA系统,仿真分析了SC-FDMA系统在峰均功率比等方面的相对优势,确定了本课题研究的宽带卫星上行链路通信系统的相关技术参数。其次,研究了基于信道估计的均衡算法,对三种常用于SC-FDMA系统中的信道估计算法展开了理论研究,并进行仿真分析。接着在一种门限去噪的离散傅里叶变换（Discrete Fourier Transform,DFT）信道估计算法基础上进行研究,克服频谱泄露带来的影响,提出一种DFT改进的Hamming窗信道均衡算法。再次,对信道均衡的另一类方法,自适应直接均衡算法进行研究。通过仿真研究了两种传统的自适应算法:最小均方算法（Least Mean Square,LMS）和递归最小二乘算法（Recursive Least Square,RLS）。又对一种RLS频域均衡算法进行研究分析,针对其收敛速度和对噪声敏感度的矛盾问题,提出新的RLS算法:改进的可变遗传因子RLS频域均衡算法,解决了收敛速度和对噪声敏感度矛盾的问题。最后,利用FPGA芯片实现了两种改进的频域均衡算法,设计了宽带卫星上行链路系统,通过FPGA平台对改进算法进行工程验证,证明了两种新算法工程可实现性,并分析了它们在工程中的性能。