FPGA实现的数字下变频技术研究及宽带中频软件无线电系统应用

本文主要探讨了数字下变频技术在宽带中频软件无线电系统中的核心地位，以及如何利用FPGA进行其实现。作者彭辉生和陈永泰来自武汉理工大学信息工程学院，他们首先介绍了数字下变频(DDC)的基本原理，它是一种将高速数字信号转化为基带信号的关键技术，对于减轻ADC后处理压力至关重要。 数字下变频系统主要包括三个关键组件：数字锁相环(DPLL)、数字滤波器(DF)和数控振荡器(NCO)。DPLL负责锁定本地载波的频率，确保与输入中频信号同步；DF则用于滤除高频分量，保留基带信息；NCO则是产生本地载波信号的主要部件，其输出与输入信号进行相乘，实现频率变换。 FPGA作为一种可编程逻辑器件，被提出作为数字下变频的潜在解决方案。相比于专用芯片如HARRIS的HSP50214B和GRAY-CHIP的GC1012系列，FPGA具有灵活性强、成本效益高、能快速适应需求变化的优点。它的大规模集成、高可靠性和低功耗特性使其在实现DDC时显示出优越性，尤其是在处理速度和体积方面。 文章的进一步内容可能涵盖了FPGA在DDC的具体设计方法，包括模块化设计、分布式算法的应用以及优化策略，以便提高性能并减小面积和功耗。此外，还可能探讨了FPGA实现的数字下变频系统与传统方法（如DSP或ASIC）的比较，以及如何通过FPGA的自底向上的设计策略，从基础硬件开始逐步构建和验证整个系统。 这篇论文深入剖析了数字下变频技术在软件无线电中的作用，并重点展示了如何利用FPGA这种先进的集成电路技术来高效地实现这一关键技术，为实际应用提供了有价值的设计思路和技术参考。