科斯塔斯环总结报告.docx

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Costas环研究总结报告
一、研究目的：
高速移动通信系统中，收、发送机的相对运动使得接收信例积分滤波器。选择理想比例积分滤波器进行讨论:
图3理想比例积分滤波器
kY(k)二K1X(k)K2、X(n)nA
K1和K2是此环路滤波器的两个系数,
1KoKd1KoKd
8匚WnTs2-44WnTs(WnTs)24(WnTs)44WnTs(WnTs)2
(20)
K二KoKd为环路增益，是锁相环阻尼系数,
Wn为环路固有角频率,421
Bl是
环路噪声带宽，Ts是环路滤波器的采样周期（即NCO相位调整时间间隔）根据（20）式计算环路滤波器系数：
1）确定阻尼系数'（）。
2）根据锁相环的跟踪精度要求及跟踪范围要求确定其等效噪声带宽（通常取B^：：）3）由量化的阶数及NCO输出的量化幅度值计算环路增益。
VCO:用于根据给定的相角产生正弦和余弦三角函数。
根据接收信号得到相角，经过环路滤波器后去控制VCO的输出，使得相角逐渐变小，最终使相角减小到很小的数值，得到稳定的Wd可以估计出频率偏移，re和im就是信号的相干解调后的实部和虚部。
五、VHDL仿真实现
已下变频调制后的QPSK信号I和Q两路，载波2Mhz，噪声10dB，设定环路滤波
器系数C1=1/2，c2=1/2A7。
VHDL各模块端口描述：
图4VHDL结构图
顶层模块
COMPONENTcostas_PLL3
PORT(
clk200m:INstd」ogic;
clk2m:INstd_logic;
rst:INstd_logic;---200M时钟用于高速计算-2M时钟信号输入时钟复位信号高有效
RE_in:
INstd_logic_vector(15downto0);--
输入信号
chu_enable:IN
std_logic;chu序列有效标志位
data_enable:IN
std_logic;有效数据有效标志位
IM_out
:OUT
std_logic_vector(15downto0);
虚部输出
RE_out
:OUT
std_logic_vector(15downto0);---
实部输出
chu_v:
OUT
std_logic;---chu序列标志位
data_v:
OUT
std_logic;有效数据标志位
clk_out
:OUT
std_logic;输出时钟
实部);
ENDCOMPONENT;复乘模块Componentcomplex
port(clk:instd_logic;输入200M高速时钟
ar:instd_logic_vector(15downto0);输入数据实部ai:instd_logic_vector(15downto0);输入数据虚部br:instd_logic_vector(15downto0);相角余弦输入bi:instd_logic_vector(15downto0);相角正弦输入pr:outstd_logic_vector(31downto0);输出实部pi:outstd_logic_vector(31downto0));endcomponent;输出虚部鉴相模块componentphase_out
reset:instd_logic;复位信号
enable:instd_logic;鉴相使能标志位
x_in:instd_logic_vector(15downto0);输入复乘器的实部结果
y_in:instd_logic_vector(15downto0);输入复乘器的虚部结果
phase_out:outstd_logic_vector(15downto0));相位角输出(相位响应输出)endcomponent;环路滤波器模块componentloop_filterport(clk:instd_logic;200M高速工作时钟
reset:instd_logic;复位信号
count2:instd_logic_vector(15downto0);计数器(循环计数周期100)phase_in:instd_logic_vector(15downto0);输入鉴相器输出的相角角freq_part1:outstd_logic_vector(15downto0);频率响应输出
phase_out1:outstd_logic_vector