软件无线电中数字下变频实现方法
软件无线电中的数字下变频技术
tanφi 的值通过移位就可以实现，那么旋转方程可以简化
为
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用CORDIC算法中每个迭代(i)的旋转角度
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经过多次迭代后,下式：
其中，K 由迭代次数 i 决定,当 i 确定下来，K 就是一个常数了。
当迭代次数足够多，即 i 足够大时，这是一个固定的常数， 。在硬 件处理的时候，可以忽略它，将它留至最后再处理。
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CIC 滤波器
积分梳状滤波器 ，指该滤波器的冲激响应具有如下形式
D 为 CIC 抽取滤波器的阶数，也就是抽取因子。
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根据 Z 变换的定义，CIC 滤波器冲激响应之 Z 变换为
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从上图中可以，CIC 滤波器由两部分组成。 其中，H1 ( z )在实现上就是一个累加器，因 此被称作积分器；H 2( z )是一个梳状滤波器。
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代入并展开可得
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每个输入的符号位和对应系数的乘积和
括号内的表达式，表示K个固定系数hk与输 入的 K 个数据的第 i 位的乘积和，可用查表 计算。
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DA 算法是以一种串行方式的对数据进行处理，它的计算 速度仅跟输入位宽 n 有关，与抽头数 K 的个数无关,对于大 规模乘积和的运算，其计算速度有着明显的优势。
它在整个软件无线电系统中的主要作用是对ADC采样后的高速中频数 字信号进行数字混频、数据抽取、滤波处理,将其变为数字基带信号, 降低数据速率,减小DSP对数据处理的负担。
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原理
数字下变频器(DDC)是接收机A／D变换后，首先要完成的 处理工作，一般的DDC由本地振荡器(NCO)、混频器、低通 滤波器和抽取器组成.
软件无线电技术实验报告_实验三
E、将示波器分别观测实验平台TXI和TXQ端口，通过示波器观察输出波形和频谱。
根据示波器上产生波形的频谱图，观察并记录发送波形经上变频后的频谱特征：
2．数字上/下变频扩展实验
A、在ISE中编译uc_dc工程，然后通过JTAG仿真口将比特文件下载到FPGA中；
电子科技大学
实验报告
学生姓名：李志学号：2011019070023指导教师：沈莹
邮箱：634897551@
一、实验室名称：通信信号处理及传输实验室
二、实验项目名称：数字上下变频
三、实验原理：
1、数字上/下变频的理论基础
通常的无线通信都是通过载波调制信号来实现。这意味着产生了数字基带信号后，需要将信号通过数模（DA）转换，由射频端调制到某个载波频段进行发送。这个将基带信号调制到高频载波频段的过程就称为上变频。反之，在接收机端将模数（AD）转换后的高速率高频带数字信号转换为低速率的基带信号，即将中频或者高频信号搬移到基带或者低频波段的过程就称为下变频。
1.数字上/下变频基础实验
通过实验平台的菜单窗口提示，利用键盘选择菜单内容，逐级进入该实验操作界面，根据操作步骤的提示，利用示波器在指定接口进行输出信号波形观察。具体步骤如下：
检查实验平台左上方和右下方的Power Switch是否处于关闭（OFF）状态；
检查实验平台的电源线是否连接正确，若连接正确，实验平台右下方的Power Ready指示灯会亮起；
因此，上变频和下变频的概念分别是指把信号搬移到更高或更低的频率上。这可以通过信号 与一个复旋转向量相乘得到，结果为：
（3.1）
其中， 代表搬移的频率，通常称为载波频率。
复数信号的实部和虚部也可以分别称做同相分量或正交分量。
软件无线电中数字下变频实现方法
前沿技术数字通信D I G I TAL COMMUN I CAT I O N /2010 2软件无线电中数字下变频实现方法收稿日期:2009 09 29苗鹏豪,杨 超,李 征(兰州交通大学电子与信息工程学院,兰州730070)摘 要:介绍了软件无线电短波接收机中数字下变频(di g ita l down conversi on ,DDC)的基本原理和应用,以及数字下变频的一般结构。
DDC 主要是将中频信号和NCO 产生的载波信号进行混频,再经过LPF 虑除高频分量得到基带信号,从而实现下变频的功能。
分别介绍了查表法和应用CORD IC 算法实现DDC 的过程。
关键词:软件无线电;数字下变频;数字控制振荡器;查表法;CORD I CR ealization of DDC m ethod i n soft ware radi osM I AO Peng hao ,YANG Chao ,LI Zheng(Coll ege of E l ectron i cs and I n for m ation Eng i neeri ng ,Lanzhou J i aotong Un i vers i ty ,L anz hou 730070,P .R .Ch i na)Abstrac t :Th i s paper introduces the basic pr i nciple and the appli cation o f dig ital do w n conversi on (DDC)based on so ft w are rad i o and t he g eneral structure of DDC .T he si gna l of i nter m ediate frequency and the s i gna l o f ca rr i e r wave w ere m i xed up i n t he DDC ,t he m i xed s i gna l passed through lowpass filter ,and t hus the f unc ti on o f down conversi on w as i m ple m en ted .T he pape r presen ts t he l ookup table and the process o f us i ng CORD IC to rea lize DDC .K ey word s :soft w are radio ;d i g ital down conversi on (DDC);nu m erica l con tro ll ed oscillator (NCO );l ookup tab l e ;CORDIC0 引 言在1992年美国远程通信系统会议上,JoeM ito la 首次正式提出了 软件无线电 (soft w are defi n ed ra dio)的概念。
软件无线电中数字下变频技术
该方法利用直接数字频率合成技术生成本振信号，然后与输入信号进行混频实 现下变频。这种方法具有高精度和快速频率切换的优势，适用于多频带和多模 式的软件无线电系统。
数字下变频技术面临的挑战
实时性要求
软件无线电系统需要实时处理信号，数字下变频技术作为其中的关 键一环，必须满足实时性要求，确保信号处理的速度和效率。
智能化和自适应化
利用人工智能和机器学习等技术，数字下变频技术能够实 现智能化和自适应化，自适应地调整参数和算法，优化性 能，降低复杂度。
高精度和宽带化
未来数字下变频技术将继续提高精度，同时支持更宽的频 带范围，以满足不断增长的通信和数据传输需求。
05 总结与展望
数字下变频技术在软件无线电中的重要性
应用背景
在软件无线电通信系统中，由于接收到的信号频率往往很高 ，直接进行处理难度较大，因此需要先通过数字下变频技术 将其转换为低频或基带信号，再进行后续的数字信号处理。
数字下变频技术的工作原理
采样定理
数字下变频技术基于采样定理， 通过以高于信号最高频率两倍的 采样率对信号进行采样，确保信
号信息不丢失。
抗干扰性能
数字下变频技术结合自适应滤波 算法，可以提高接收机的抗干扰 性能，增强通信系统的稳定性。
数字下变频技术在软件定义无线电发射机中的应用
信号调制
数字下变频技术可以将基带信号上变频至射频或中频，实现信号 的调制和发射。
发射频率可调
通过调整数字下变频技术的参数，可以实现发射机在不同频段间的 灵活切换，满足多频段通信需求。
发展
随着通信技术的不断发展，软件 无线电逐渐成为通信领域的研究 热点，并在多个领域得到了广泛 应用。
数字下变频器的设计及实现
X (t) X (n)
AD
CIC
补偿 FIR
FIR
CIC
补偿
FIR
FIR
sin(0n)
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二、数字下变频器的Matlba设计
1、UHF波段战术电台数字下变频器设计指标
设计内容
中频频率 AD采样速率 信号带宽 基带采样速率 通带波动 阻带截止频率 阻带衰减 CIC滤波器混叠抑制
步骤三：确定各级滤波器设计参数
➢ CIC滤波器：抽取率、级数 ➢ 补偿滤波器和FIR滤波器：抽取率、阶数及系数
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二、数字下变频器的Matlba设计
பைடு நூலகம்
3、CIC抽取滤波器设计
➢ 抽取对数字频谱的影响分析
X
D (e
j )
1 D
D1 l0
X [e
] j(2l)/ D
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0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 Frequency (MHz)
二、数字下变频器的Matlba设计
实验设计指标
设计内容 中频频率 AD采样速率 信号带宽 基带采样速率 通带波动 阻带截止频率 阻带衰减 CIC滤波器混叠抑制
0.01 通带截止频率处衰减值
60 阻带截止频率处衰减值
1.44MHz 滤波器输入采样速率
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二、数字下变频器的Matlba设计
4、CIC补偿滤波器设计
Magnitude Response (dB) 0.8
hcic: Quantized
0.6
hcic: Reference
软件无线电数字下变频技术研究及FPGA实现
软件无线电数字下变频技术研究及FPGA实现发布时间：2011-1-18 发布人：21世纪电子网软件无线电的核心思想是以模块化、标准化的硬件功能单元构建一个具有高度灵活性、开放性的通用硬件平台，将高速、宽带的A/D、D/A尽可能地靠近天线，通过软件编程的方式实现通信系统的各种功能，从而屏蔽不同通信系统的差异，实现多个通信系统的互通与兼容。
数字下变频DDC(Digitial Down Conversion)是软件无线电接收系统构成的核心，它主要是把A/D技术应用于中频信号，通过软件编程实现混频、抽取和滤波等信号处理功能，以数字化方式将中频信号搬移至基带并同时降低数据速率。
1 软件无线电数字下变频系统构建与仿真1.1 数字下变频系统参数的确定系统构建时，主要参考了GSM标准的各项参数，系统输入中频信号采用频率为246 MHz、带宽为200 kHz、频偏为50 kHz的MSK调制信号，下变频后输出速率要求为1 MS/s。
根据带通信号采样定理，本系统采样率定为24 MHz。
采样后原中频信号将在6 MHz处有一个频谱镜像，从而可以取本振频率为6 MHz来完成数字混频的功能。
数字下变频后采样率还需完成从24 MHz到1 MHz 的转变即抽取滤波器需要对数字混频后输出的信号进行24倍的抽取。
1.2 下变频系统结构设计由以上确定的数字下变频系统各项参数可知，系统需要对数字下变频后的信号进行24倍的抽取。
本文选择了抽取滤波器四级级联的实现结构。
其中第一级CIC滤波器实现6倍抽取；第二级CIC补偿滤波器对CIC滤波器输出的信号进行补偿，并实现2倍抽取；第三级HB滤波器完成2倍抽取任务；第四级FIR滤波器不进行抽取，而是进一步低通滤波以增强输出信号的效果。
这样就构造了如图1所示的软件无线电数字下变频系统。
1.3 抽取滤波器系统的实现M、D分别为CIC滤波器的抽取倍数和微分延迟因子。
可见其阻带衰减较差，难以满足一般的应用需要。
宽带数字下变频的高效实现方法研究
宽带数字下变频的高效实现方法研究随着数字化时代的到来，宽带数字下变频技术在无线通信领域中的应用越来越广泛，成为无线通信技术的重要组成部分。
本文旨在研究宽带数字下变频技术的高效实现方法，探讨其在无线通信中的应用。
一、宽带数字下变频技术概述宽带数字下变频技术是一种数字信号处理技术，可以将高频信号转换为低频信号，是无线通信系统中的一个重要组成部分。
它可以将高频信号下变频到中频或基带频率，从而降低信号传输的带宽要求，提高信号传输的效率。
宽带数字下变频技术还可以实现无线通信系统中的多种调制方式，如频移键控、相位键控、振幅键控等。
二、宽带数字下变频技术的实现方法宽带数字下变频技术的实现方法主要包括数字信号处理、直接数字合成以及混频器等。
1.数字信号处理数字信号处理是宽带数字下变频技术的核心部分，其主要任务是将高频信号下变频到中频或基带频率。
数字信号处理技术可以通过数字滤波器、数字混频器、数字乘法器等方法实现。
其中，数字滤波器是实现数字下变频的主要方法，可用于滤除高频信号中的噪声和干扰，提高信号的质量和可靠性。
2.直接数字合成直接数字合成是一种基于数字信号处理的宽带数字下变频技术实现方法，它可以直接生成所需频率的数字信号，从而实现数字下变频。
直接数字合成技术的优点是具有高精度、高稳定性和高可调性，可用于实现复杂的调制方式和多种频率的数字信号合成。
3.混频器混频器是一种基于模拟电路的宽带数字下变频技术实现方法，其主要原理是将高频信号和低频信号进行混合，从而实现数字下变频。
混频器技术的优点是简单、成本低廉、易于实现，但其精度和稳定性较差，且易受到环境干扰的影响。
三、宽带数字下变频技术在无线通信中的应用宽带数字下变频技术在无线通信中的应用非常广泛，主要包括调制解调、频谱分析、信号检测和多载波调制等。
1.调制解调宽带数字下变频技术可以实现多种调制方式，如频移键控、相位键控、振幅键控等。
在调制解调中，宽带数字下变频技术可以将数字信号转换为模拟信号，从而实现数字信号的传输和接收。
软件数字下变频的实现与算法分析
技术报告软件数字下变频的实现与算法分析李玉柏,彭启琮(电子科技大学通信与信息工程学院,四川成都 610054)摘 要:数字下变频(DDC)技术将宽带大数据流信号变成窄带低数据流信号,以便DSP 实时处理。
本文在分析数字下变频的基本模型基础上,提出了软件数字下变频的一种实现方案,给出了相应的算法和算法分析,以及在数字接收机中的应用。
软件数字下变频比常规DDC 专用芯片有更大的灵活性、适应性和更高的处理中频。
关键词:数字下变频;软件无线电;实时处理;载波恢复中图分类号:TM9191 文献标识码:B 文章编号:1000-436X(2000)10-0044-06Software implementation and algorithm analysis of DDCLI Yu -bai,PENG Q-i cong(Ins titute of Comm 1&info 1Eng 1,UESTC,Chengdu 610054,China)Abstract :Wide band high bi -t rate digital signal can be transformed to narrow band low bi-t rate digi tal signalwi th DDC technology,so can be processed by DSP i n rea-l ti me 1After analysing the model of DDC technology,asoftware implementation methods of DDC,which have more efficiency,more flexibili ty and adaptabili ty than nor -mal DDC ASIC,are presented 1Key words :DDC;sof-t radio;rea-l ti me processing;carrier recovery1 引言软件无线电的基本思想是将宽带A P D 变换尽可能地靠近射频天线[1](即尽可能早地将接收到的模拟信号数字化),尽量通过软件来实现电台的各种功能。
软件无线电中数字下变频技术
contents •软件无线电概述•数字下变频技术概述•软件无线电中的数字下变频技术•数字下变频技术的优化与改进•数字下变频技术的未来发展趋势目录软件无线电的定义010203军事通信软件无线电在移动通信中也有广泛应用，它能够支持多种移动通信标准，并具有很好的可扩展性。
移动通信卫星通信数字下变频技术的定义基于软件无线电（Software Defined Ra…软件无线电是一种基于通用硬件平台和软件可编程技术的无线电通信系统。
在软件无线电中，数字下变频技术通常作为预处理步骤之一，用于将接收到的宽带信号转换为一个或多个较低频率的信号，以便后续处理和分析。
要点一要点二基于数字信号处理器的实现方法数字信号处理器（DSP）是一种专门用于数字信号处理的微处理器。
使用DSP实现数字下变频技术通常需要设计并实现一个适合特定应用的数字信号处理算法，然后将该算法嵌入到DSP中。
数字下变频技术的实现方法无线通信数字下变频技术的应用雷达和声纳音频处理实时性FPGA具有高效的并行处理能力，可以满足高速数据流的处理需求，确保数字下变频技术的实时性。
实现简单FPGA（现场可编程逻辑门阵列）具有高度灵活性和可编程性，使得基于FPGA的数字下变频技术的实现较为简单。
可扩展性FPGA可以通过不同的编程方式实现不同的数字下变频算法，具有较强的可扩展性。
基于FPGA的数字下变频技术高效处理灵活性成熟稳定03技术限制和挑战提高采样率以减小量化误差01量化误差的来源02提高采样率的优点采用多级滤波器以减小杂散信号干扰杂散信号的来源多级滤波器的优点技术限制和挑战1采用更先进的算法以提高信噪比23信噪比（SNR）是信号功率与噪声功率的比值，反映了信号在噪声干扰下的可识别程度。
信噪比的来源采用更先进的数字下变频算法，可以更有效地提取信号中的有用信息，提高信噪比。
先进算法的优势先进算法往往需要更高的计算资源和更复杂的实现过程，因此需要平衡性能和实现的难度和成本。
数字下变频器的设计及实现
D
/D
)
N
最大混叠出现在什么位置？
f
/D
s
fB
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二、数字下变频器的Matlba设计
3、CIC抽取滤波器设计
➢ 抽取率D1 ➢ 级数N
阻带衰减指标满足抗混叠要求
D=20
D=40
N=4 -90.444dB
-64.5dB
N=5 -113.0555dB -80.6261dB
➢ 完成数字下变频器的FPGA设计，进行时序仿真， 并对结果进行分析
解放军理工大学通信工程学院 2
实验背景知识
相关先修课程
➢ 数字信号处理 ➢ 软件无线电
实验涉及到的相关基本原理
➢ 数字下变频器 ➢ 多速率信号处理 ➢ CIC抽取滤波器 ➢ FIR滤波器
解放军理工大学通信工程学院 3
本讲主要内容
cos (0 n)
LPF
x(t)
x(n)
A/D
LPF
Z BI (t)
Z BQ (t)
s in(0 n)
解放军理工大学通信工程学院 6
一、数字下变频器的基本原理
3、数字下变频功能
➢ 进行频谱搬移 ➢ 降低采样速率 通过抽取将高速采样信号降低为低速
基带采样信号。
cos n)
-80 -100 -120
-140
f f /D- f 0
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
BS
Normalized
B
Frequency
(
rad/sample)
0.8
0.9
CIC滤波器幅频响应(D=8 N=5)
CIC滤波器幅频响应衰减值：
数字下变频器在软件无线电接收机中的应用
Ｏ 前言
软件无线电代表着包括无线通信在 内的几乎所 有的无线电电子信息 系统 的发展趋 势 ， 其核 心思想
Ａｐ ｌ ａ ｉ ｎ ｏ ｇ ｔ ｌＤｏ ｎ ｅ ｔ ｒ ｉ ｏ ｔ ｒ ｄ ｏ Ｒｅ ｅｖ ｒ ｐ ｉ ｔｏ ｆＤｉ ｉａ ｗｎ Ｃｏ ｖ ｒ ｅ ｎ Ｓ ｆｗａ ｅ Ｒａ ｉ ｃ ｉ ｅ ｃ
Ｓｎａｄｎ， ａ Ｓｅ ｕｎ， ｈｏａ ｎ ｕＤｎａ‘ Ｙｎ ｈｎ ａ‘ Ｚａ ｙ ｇ ｇ ｙ Ｄ ｏｚ
任务 ， 其运算量最 低也得 ３０ Ｏ ／（ ０Ｍ ＰＳ 每秒 百万次操
作） 。而 当前 即使 速度 最 高 的 Ｄ Ｐ芯 片也 难 当此 Ｓ 任。于是 ， 人们想到 了直接用硬件 完成数字下变频 号充
分数字化的基础上依靠软件来定义无线 电的各项功 能。在现阶段 ， 由于各 种关 键器件 ， 别是受 Ａ Ｃ 特 Ｄ （ 模数变换器） Ｄ Ｐ 数字信号处理器 ） 和 ｓ（ 发展水平 的 限制 ， 数字中频软件无线 电正成为理想软件无线 电 的一种经济 、 用的折 中选择 。数字 中频软件无线 适 电接收机 由模 拟预 处理 、 Ｄ 、 Ｄ Ａ Ｃ Ｄ Ｃ和 高速 Ｄ Ｐ组 Ｓ 成， 在数字信道 机 中， ／ Ａ Ｄ采样一 般都 是在 中频 以 上， 其频率一 般在 Ｍ ｚ Ｈ 数量级 以上 ， 在如此 高 的采 样率上 ， Ｓ Ｄ Ｐ芯片要完成接收 、 存储 、 解调与分离等
收 稿 日期 ：０ ２一 ４ ２ ０． ｏ—
与抽取。当 Ａ Ｃ直接采样的是模拟 中频信号 ， 出 Ｄ 输 的高速数字 信号经 由数字下 变频 器 （ Ｄ ） Ｄ Ｃ 的变频 、 抽取和低通滤波处 理之后为低速 的基带 信号 ， 供后
软件无线电中的数字下变频技术
22 P 0 1 . HS 5 0 6的结构
C nr Wod r 2 ot l o -最大相位产生器; C n o Wod r 3 ot l 一起始相位/ r 时隙长度. 时隙长度 是指多片H P 01 并联工作时, S 506 每片H P ol 所占 S 5o6
用的时间长度;
仁] 4
Km I D Cl l E g e i i K . C MA eu r i e n la n n r g
Is e . a s su s I EEE Tr n . o n v hc lr e iua
T cn lg , 3 4 : 5 5 eh o y 19 , 3 ^30 o 9 2 4
孤 } 田
C i )正交数字混频器利用这些信号, hp. r 对相应的 输人 信号进行复数下变频, 得到I 及其正交信号Q, 随后1 ,
Q经过 2 路相同的低通滤波器并完成抽取.也可以旁
人," 户 甲俨甲, 产\ 召' 尸 人人甲 声 人, , , 户 六, , 八 凡人人入I l 'l -
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1 ' 人人,入V ... . 六 产 人n V . n , 八气气人, 气V .. I l . 尹 人 罕丫 巴岁, 尸人 , , 尸人 . I I l 人 , 尸产 , ' , V 产 气 ,尸 ,
软件无线电中数字变频器的设计与实现
＿］ ． ＝
ｙ（ ： ： ： Ｔ） ｎ
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图 ２中 ， ｎ７。 与 ｈ （ １’ 分 别 为第 一 级 和 第 ｈ （ ｏ’ ） ： ｒ７ ） ／ 二 级 的抗 混 叠 滤 波 器 ， 所 处 的 抽 样 率 分 别 为 其 和
３ 数字变 频器的设计
本 设 计 中 ， 到 的 硬 件 资 源 是 Ｉ ｔｒｉ 公 司生 产 用 ｎ ｅｓｌ
【 摘 要 】 数 字 变频 技 术 是 软 件 无 线 电 的 关 键 技 术 之 一 。本 文 给 出 了一 个 基 于 Ｉｔｒｉ 公 司 ｎｅｓ ｌ 的 数 字 上 、 变 频 器 件 的 数 字 变频 器 设 计 方 案 ， 通 过 硬 件 实验 证 明 本 设 计 方 案 的 可 行 性 。 下 并
内插 因 子 １ 较 大 时 ， 接 将 采 样 率 转 换 工 作 一 次 完 ） 直
成， 往往 不 如经 过两 次 或两 次 以上 转换 来 得经 济 。 以抽 取 器 为例 ， 级 和 两 级实 现 框 图分 别 如 图 １和 图 ２所 单
示。
匝互
图 １
回｛ 恒 —而 竺
关键 词 ： 件 无 线 电 ， 字 上变 频 ， 字 下变 频 软 数 数
［ ｓｒｃ］ Ｏｎ ｆ ｈ ｅ ｅ ｈ ｉｕ ｏｒａｉ ｏｔ ｒ ａ ｉ ｌ ｓｉ ｅ ｕ ｎ ｙｔａ ｓｏｍ． Ａｂｔａ ｔ ｅｏ ｅｋ ｙｔｃ ｎｑ ｅｔ ｅｌ ｅｓｆｗａｅｒｄｏ ｉ ｎｆ ｑ ｅ ｃ ｒｎ ｆｒ ｔ ｚ ｅ ｒ
Ｆ 。依 此类 推 ， 实现 ｋ级抽 取 。内插 同理 。采 用多 级 可 采 样 率 变换 的优 点 是 ： 可 以把 卷 积 中 的乘 法 安 排 在 总
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Ｉ Ｃ
０ 引 言
在 １９ ９２年美 国远程通信 系统会 议上 ， ｅＭｉｌ Ｊ ｔａ ｏ ｏ 首次正式 提 出 了“ 软件 无线 电” ｓｆ ａｅｄｆ ｅ ａ （ｏｗ ｒ ｅｎｄｒ－ ｔ ｉ
ｄｏ 的概 念 。软件 无线 电的宗 下变频 的过 程如下 ：
变频的一般 结构。Ｄ Ｃ主要是将 中频信号和 Ｎ Ｏ产 生的载 波信 号进行 混频 ， 经过 Ｌ Ｆ虑 除高频分量得到基 带 Ｄ Ｃ 再 Ｐ 信号 ， 从而 实现下变频 的功能。分别介绍 了查表法和应用 Ｃ Ｒ Ｃ算法实现 Ｄ Ｃ的过程 。 Ｏ ＤＩ Ｄ 关键词 ： 软件无线电； 数字下变频 ； 字控制振 荡器 ； 数 查表法 ；Ｏ Ｄ Ｉ Ｃ Ｒ Ｃ
Ａｂｔａｔ Ｔ ｉ ｐｐｒｎｒｄｃｓ ｈ ａｉ ｐｉｃ ｌ ａｄｔｅａｐｉ ｔｎｏ ｉｔｌ ｏ ｎｃｎ ｅ ｉ Ｄ Ｃ ａｅ ｎｓｆ ｓ ｃ ： ｈｓ ａｅ ｔ ｕｅ ｅｂｓ ｒ ｉ ｅ ｎ ｐｌ ａｏ ｆ ｇ ａ ｄｗ ｏｖｒ ｏ ｒ ｉ ｏ ｔ ｃ ｎ ｐ ｈ ｃｉ ｄｉ ｓ ｎ（ Ｄ ）ｂｓｄｏ ｔ ｏ－
软 件 无 线 电 中数 字 下 变 频 实 现 方 法
苗鹏豪 ， 杨 超， 李 征
（ 州交 通 大 学 电子 与 信 息工 程 学 院 ， 州 ７０ ７ ） 兰 兰 ３０ ０
摘
要 ： 绍 了软件 无 线 电短 波 接 收 机 中数 字 下 变频 （ ｉ ｔ ｄｗ ｏｖｒｏ ， Ｄ ） 介 ｄｏ￣ ｏ ｎｃｎｅｓ ｎ Ｄ Ｃ 的基 本 原 理 和 应 用 ， ｉ 以及 数 字 下
）
｛ｓ… ｃ２ ０ ｃ２ ｏ … ｓ 】 ）
式 （ ） ： ｎ 为 基 带 采 样 信 号 ； 为 中频 载波 频 １ 中 Ａ（ ） 率 为采样 频率 。 混频后 信号 如下 ：
（＝ ．（ ）ｏ彻 ） ） ｎ Ａ）ｎ ．（ 譬 （ ） （ ｃ２ ｃ２ ２ ｓ ｓ
式（ ） ２ 中 为 Ｎ Ｏ本振频 率 ， 般 ＝ ０ Ｃ 一 厂。根据 三 角 函数关 系式可知
Ｒｅ ｌｚ ｔｏ ｆ ＤＤＣ ｅ ｈｏ ｎ ｓ ｆｗａ ｅ ｒ ｄ ｏ ａｉａ ｉｎ ｏ ｍ ｔ ｄ ｉ ｏ ｔ ｒ ａ ｉ ｓ
ＭＩ Ａ０ ｅ ｇ ｈ ｏ， Ｐ ｎ — ａ ＹＡＮＧ ａ Ｃｈ ｏ，ＬＩＺ ｎ ｈｅ ｇ
（ ｏｌ ｅｏ ｌ ｔ ｎ ｓ ｎ ｎ ｒ ｔ ｎＥ ｇ ｅｒ ｇ Ｌ ｎｈｕＪ ｏｏｇＵ ｉ ｒｔ，Ｌｎｈｕ７ ０７ Ｐ Ｃ ｌｇ ｆ ｅ ｒ ｉ ｄＩｆ ｍａｏ ｎｉ ｅｉ ， ａｚｏ ｉ ｔ ｎｖ ｓｙ ａｚｏ ３０ ０， ．Ｒ．Ｃ ｉ ） ｅ Ｅ ｃｏ ｃ ａ ｏ ｉ ｎ ｎ ａ ｎ ｅｉ ｈ ａ ｎ
Ｔｈ ａ ｅ ｒ ｓ ｎ ｓｔ ｅ ｌｏ ｕ ａ ｌ ｎ ｈ ｒ ｃ ｓ ｆｕ ｉｇ ＣＯＲＤ Ｃ ｔ ｅ ｌｚ ｅ ｐ ｐ ｒｐ ｅ ｅ ｔ ｈ ｏ ｋ ｐ ｔｂ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｐ ｏ ｅ ｓ ｏ ｓｎ Ｉ ｏ ｒａｉｅ ＤＤＣ．
Ｋｅ ｏｄ ： ｆ ａｅ ａｉ； ｉ ｔ ｏ ｎｃｎｅｓ ｎ（ Ｄ ） ｎ ｍ ｒ ａ ｃｎｒｌｄｏｃ ｌｏ Ｎ Ｏ ；ｏｋｐｔｂ ； Ｏ Ｄ ｙｗ ｒ ｓｓ ｔ ｒ ｒｄｏ ｄ ｉ ｌ ｗ ｏ ｖｒ ｏ Ｄ Ｃ ； ｕ ｅｉ ｌ ｏｔ ｌ ｓｉａ ｒ（ Ｃ ） ｌ ｕ ｌ Ｃ Ｒ ｏｗ ｇａｄ ｉ ｃ ｏｅ ｌｔ ｏ ａｅ
开放性 、 准化 、 块 化 的通 用 硬件 平 台 ， 各 种 功 标 模 将 能， 如工作 频 段 、 制 解 调 类 型 、 据 格 式 、 密 模 调 数 加 式、 通信协 议 等用 软 件 来 完 成 ， 时尽 可 能地 简 化 同 射频模 拟前端 ， Ａ Ｄ转换 尽可 能地靠 近 天线 去完 使 ／ 成模 拟信号 的数字 化 ， 数字 化 后 的信 号处 理 要尽 可 能地使 用软件 ， 以实现各 种功 能和指标 。
ｕ ｎ ｔ ｅ ＤＤ ｐ ｉ ｈ Ｃ，ｔｅ ｍｉｅ ｉ ｎ ｌ ａ ｓ ｄ ｔｒ ｕ ｈ ｌｗ ａ ｓｆ ｔ ｒ ｎ ｕ ｅｆ ｎ ｔ ｎ ｏ ｏ ｎ ｃ ｎ ｅ ｓｏ ａ ｌｍｅ ｔｄ ｈ ｘ ｄ ｓｇ ａ ｓ ｅ ｈ ｏ ｇ ｏ ｐ ｓ ｌ ，ａ ｄ ｔ ｓｔ ｕ ｃ ｉ ｆ ｗ ｏ ｖ ｒｉ ｎ ｗ ｓｉ ｅ ｎ ｅ ． ｐ ｉ ｅ ｈ ｈ ｏ ｄ ｍｐ
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输人 中频采样 信号 ：
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（ １ ）
数 字 下变 频 的基 本 原理
数字下变频技术是软件无线 电的核心技 术之一 ，
数字下变 频 的实 现 和模 拟下 变 频类 似 ， 由数 字 混频 器 、 字控 制 振荡 器 （ｕ ｅｉ ｌ ｏｔ ｌｄｏｉａ ｒ 数 ｎｍ ｒ ａｙｃｎｒｌ ｓｌｏ， ｃｌ ｏｅ ｌｔ Ｎ Ｏ） Ｃ 和低通滤波器三部分组成 。如 图 １ 所示 。 数字 下变 频 的核 心是 将 中频 Ａ Ｄ采 样 信号 与 ／ 数字下 变频 中的数 字 控 制 振 荡 器 （ Ｃ 产 生 的数 Ｎ Ｏ） 字 中频 载波信 号进行 混 频 ， 中频信 号下 变频 到 基 将