正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation，QAM)是在I、Q两路正交载波信号上进行幅度调制的调制方式，它是一种幅度和相位的联合键控，其幅度和相位都携带有效信息。由于QAM信号具有较高的频谱利用率而被广泛用于现代数字系统中，但是在信号传输过程中传输时延和本地载波相位误差等因素会导致载波偏差。载波的相位偏差会引起QAM星座图的歪斜，频率偏差会引起星座图的旋转，使得系统误码率上升，从而在接收端无法解调。因此，为了在接收端准确的恢复载波的相位和频率偏差，载波恢复模块就成为数字接收系统中不可或缺的部分。文中针对高阶QAM调制解调系统对载波偏移的敏感性，采用了一种基于导频、扫频环路和载波恢复环路的高阶QAM载波恢复方法。其中扫频环路是由帧检测、扫频、频率校正三个模块组成，载波恢复环路由极性判决算法模块和判决导向(Decision-Directed，DD)模块组成。扫频和极性判决算法都具有较大的频偏捕获能力，两者联合用于载波频偏的捕获阶段，既克服了扫频算法残留频偏大的困难，也解决了极性算法可用角点少的问题；DD算法具有较小的相位抖动，但是捕获范围较小，一般只达到系统符号率的3%，其用于频偏的跟踪阶段，用来纠正捕获阶段的残留频偏；导频的加入也加快了载波环路的同步速度。在上述算法基础上，对各模块进行C代码和RTL代码的编写和测试验证，使其满足性能要求，设计的载波恢复算法不仅适用于方形星座的QAM调制方式，而且适用于十字形星座，最高可用于1024QAM调制方式。再将C程序产生的数据结果导入到Matlab中，通过载波恢复前后星座图、最小均方误差等指标表明该算法性能可靠，频偏捕获范围大，可达系统符号率的10%，捕获时间短，相位抖动小，稳定度高，能够快速、准确的恢复载波。