许丹

摘要：理想的软件无线电系统需要尽可能地减少模拟环节，而将数字化处理（包括A/D，D/A 等）尽可能靠近天线端。数字下变频（DDC）系统作为ADC与DSP器件之间的桥梁，主要用来实现对前端高速A/D采集到的中频信号进行混频、降速和滤波，完成信号的下变频处理。鉴于FPGA在工程上的可实现纯并行运算、速度稳定可靠等优点，完成了数字下变频的电路设计和下变频系统多级滤波结构的设计。

关键词：软件无线电;数字下变频;数字控制振荡器;滤波器

中图分类号：TP393    文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）13-0255-02

Abstract： The ideal software radio system needs to minimize the analog part， while the digital processing （including A/D， D/A， etc.） should be as close to the antenna end as possible. Digital Down Conversion （DDC） system， as A bridge between ADC and DSP devices， is mainly used to realize frequency mixing， speed reduction and filtering of intermediate frequency signals collected from the front-end high-speed A/D， and complete down-conversion processing of signals.Given the FPGA can be realized in engineering pure by its parallel computing， it completes the circuit and multi-stage filter structure design of the digital down conversion .

Keywords： Software radio; Digital down converter; Numerical controlled oscillator; filter

第五代移动通信系统（5G）是以用户为中心的全方位信息生态环境，其超低时延、超快传输速率、超高流量密度和超高移动性为用户提供极致的体验。面对大量异构网络并存的局面，引入软件无线电的设计理念和思想体系，将促进网络融合和提供按需的网络服务。但由于受前端A/D采样速率和后端DSP处理速度的限制，一般会把前端的射频信号转换到中频。数字下变频系统作为前端ADC和后端DSP器件的桥梁，经过混频、抽取、滤波，将中频信号转化为基带信号送给后续的DSP进行各种处理。因此数字下变频技术成为实现理想的软件无线电功能的关键技术之一。

本文分析研究了基于 FPGA 的数字下变频技术的实现方法，完成了具体设计。数字下变频主要由数字控制振荡器（NCO）、混频模块和抽取滤波模块等组成，在对影响其性能因素分析的基础上提出了本设计的具体实现方案，并对各组成部分如数字控制振荡器、半带滤波器和FIR 滤波器分别进行了研究和设计，给出满足设计要求的具体参数，其中滤波器实现方式作为本次设计的重点。……