马丛珊，高 俊，娄景艺

（海军工程大学 电子工程学院，湖北 武汉 430033）

基于变步长LMS算法的Costas环在FPGA上的实现*

马丛珊，高 俊，娄景艺

（海军工程大学 电子工程学院，湖北 武汉 430033）

为了满足现代通信环境对短波接收机越来越高的要求，基于传统的科斯塔斯（Costas）环，设计了一种基于变步长LMS算法的科斯塔斯（Costas）环，并将这种科斯塔斯（Costas）环通过FPGA进行实现，以完成载波同步。通过调用Altera公司提供的IP核来进行系统设计，不仅使系统变得更加灵活，而且提高了系统的运算速度。最后，通过搭建DSP+FPGA平台，完成了整个接收机的设计。将QPSK信号输入系统，提取出基带信号，验证了系统的可靠性，证明其满足了对接收机的设计要求。

LMS算法；变步长；斯塔斯（Costas）环；FPGA

0　引 言

日益复杂的短波通信环境和高速发展的数字信号处理技术，对现代的短波接收机设计提出了越来越高的要求。在传统接收机采用的科斯塔斯（Costas）环进行载波同步的基础上，将变步长LMS算法运用其中，提出了一种基于变步长LMS算法的Costas环。本文着重于将这种改进的载波同步方法通过FPGA进行实现。FPGA（Field Programmable Gate Array）即现场可编程门阵列，是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的发展基础上产生的。其功能强大，开发过程需要的投资少、开发周期短、其后便于修改以及具有开发工具智能化等特点。近年来，它在市场上的发展非常迅速，并且随着电子工艺不断改进，低成本、高性能的FPGA器件推陈出新，从而使得FPGA成为当今硬件设计的首选方式之一［1］。通过FPGA来实现基于变步长LMS算法的Costas环，将大大提高系统的运算速度、节省时间，使系统的性能有很大的改进。……