基于FPGA的数字中频接收机研究

在现代电子系统中，数字化已经成为发展的必然趋势，接收机数字化是电子系统数字化中的一项重要内容，对数字化接收机的研究具有重要的意义。随着数字化理论和微电子技术的迅速发展，高速的中频数字化接收机的实现已经成为可能。

本文围绕宽带、高效数字中频接收机的研制，开展了以下几个方面的研究工作：

1研究讨论了数字中频接收机中变频、滤波等的关键技术，利用FPGA编程实现了用于下变频处理的 CORDIC算法和用于数字滤波处理的分布式结构（DA）算法；

2分析和比较了多种DDC实现结构，对经典数字接收机结构进行了改进，设计使用了一种乘法器后移的高效DDC结构，并确定了系统结构和实现方法。

3完成了数字中频接收机硬件设计和制作。完成了各模块HDL代码编写、仿真和调试。对设计FR滤波器所使用的分布式算法进行了改进。使用并串结构以及OBC编码以提高速度，减少FPGA资源消耗。最后的测试结果验证了所设计的中频数字接收机的正确性和有效性。同多级抽取结构的DDC相比，本文所采用的DDC结构在乘法器触发器等多个方面占用的FPGA资源明显减少关键字：数字接收机、数字下变频、分布式算法、高效DDC结构、多相滤波

与模拟系统相比，数字系统能够提供更好的性能以及更强的灵活性，因而随着数字技术的发展和应用，电子系统数字化后会具有越来越强大的功能、简化的结构、高的可扩展性。接收机作为电子系统中关键的一环，数字化是其必然的发展方向软件无线电技术是近几年随着微电子技术的进步而迅速发展起来的新技术。与传统的接收机相比，采用软件无线电技术的数字中频接收机在射频或高中频处对接收信号进行模数变换（AD变换），将接收信号转换成数字信号，然后用数字处理实现对接收信号的下变频，正交化，解调，信道译码，信源译码。由于这些数字处理可以用软件编程实现，而且随着近年来现场可编程门阵列（FPGA器件和通用数字信号处理器DSP）在芯片逻辑规模和处理速度等方面性能的迅速提高，用硬件编程或软件编程方式实现无线功能的软件无线电技术在理论和实用化上都趋于成熟和完善软件无线电技术只需通过软件上的更新就能够选择不同的业务或调制方式、追加和修改功能，具有传统硬件方式所无法比拟的灵活性、开放性和可扩展性。因此，软件无线电技术已经被越来越广泛地应用于蜂窝通信及各种军用和民用的无线系统中。