软件无线电以通用的可编程逻辑器件或数字信号处理器构建硬件平台,以软件方式实现不同应用功能,是当前移动通信领域的研究热点之一。理想的软件无线电是将数字化处理尽可能靠近天线端,直接在射频进行数字化。由于受模数和数模转换器以及数字化处理芯片处理速度的限制,目前的软件无线电系统大多采用折中的中频数字化实现方案,通过增加专用的数字变频器或者采用可编程逻辑器件设计专门的数字下变频器,将射频信号变换到中频,再进行中频数字化处理。改变射频信号的采样频率,在应用上能带来极大灵活性。采用专用DDC芯片完成数字下变频,虽然具有抽取比大、性能稳定等优点,但价格昂贵,灵活性不强,不能充分体现软件无线电的优势。用可编程逻辑器件取代或部分取代专用ASIC芯片可提高数字下变频的灵活性。本文就是针对软件无线电的数字变频技术展开研究,通过对数字下变频的信号处理相关理论和关键模块的分析和设计,研究采用可编程逻辑器件设计数字下变频的实现技术。本文的主要研究工作包括以下几个方面的内容:(1)在总结软件无线电系统中数字下变频技术的基本组成、技术特点和国内外现状的基础上,阐述了数字下变频设计相关的信号采样理论、多速率信号处理理论和数字信号正交变换理论。(2)在掌握数字下变频基本原理的基础上,深入研究其实现的关键技术,包括数字混频技术、NCO优化设计技术以及用于抽取滤波的高效数字滤波器设计技术等,设计了两套数字下变频实现方案。(3)针对本文所设计的数字下变频实现方案,结合某基于软件无线电技术设计的数字通信系统中数字下变频的实际需要,完成了各个功能模块的仿真研究和硬件仿真测试,并对测试结果进行了分析。基于FPGA实现的数字下变频,能充分体现软件无线电系统高的灵活性和宽的适应性,本文所设计的数字下变频系统有一定的通用性。