基于FPGA的數字下變頻設計

［李飛 馮曉東 劉其超］

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基于FPGA的數字下變頻設計

［李飛 馮曉東 劉其超］

摘要

數字下變頻是軟件無線電的關鍵技術之一，在分析數字下變頻基本原理的基礎上，給出了一種數字下變頻的設計方案，然后基于Xilinx Vivado開發平臺對各個模塊進行設計，最后借助Modelsim 10.1a和Matlab對方案進行仿真驗證，結果表明本文方案是正確可行的。

關鍵詞：軟件無線電 數字下變頻 FPGA 數字濾波器

李飛

重慶郵電大學通信與信息工程學院，碩士，主要研究方向為數字接收技術，數字信號處理。

馮曉東

重慶郵電大學通信與信息工程學院，高級工程師，主要研究方向為射頻微波接收技術。

劉其超

重慶郵電大學通信與信息工程學院，碩士，主要研究方向為光纖通信。

0 引言

軟件無線電的基本思想是構造一個通用的硬件平臺，將各種通信功能通過軟件控制來實現，這就擺脫了傳統無線電面向硬件的設計方式，很大程度提高了開發效率[1]。數字下變頻（DDC）是軟件無線電的關鍵技術之一，被廣泛應用于數字接收機中，DDC模塊在AD模塊后面，把高速數字信號轉化成低速數字信號，以便后續模塊對信號進行實時處理，DDC的設計將直接影響接收機接收性能的好壞。

1 數字下變頻原理

本文的DDC設計方案如圖1所示，包括正交混頻和抽取濾波兩部分，其原理過程為經過A/D轉換后的數字信號x(n)與數字振蕩器（NCO）產生的正余弦波相乘進行正交混頻，混頻后的信號經過積分梳狀（CIC）濾波器和半帶（HB)濾波器進行抽取濾波，最后通過FIR濾波器進行整形濾波，輸出 I（n）和Q(n)兩路基帶信號[5]。……