近年来,基于现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）的全数字收发机由于其高度的灵活性、可编程性和可重构性而逐渐受到人们的关注。在FPGA数字射频收发机中,高速收发器硬核只能发射和接收单比特信号。因此,数字发射机需要用脉冲调制算法来对数字发射信号进行位宽压缩,而接收机则通常需要采用自然采样双沿型脉冲宽度调制（Natural-sampling Double-Edge Pulse-Width-Modulation,NDEPWM）来对模拟接收信号进行1-bit采样。为了提高收发机的性能,本文对单频段发射机和双频段接收机的调制算法进行了深入的研究。对于单频段发射机,本文提出了一种改进的基于映射的脉冲宽度调制（Mapping-based Pulse-Width-Modulation,MPWM）算法,有效降低了发射机的实现复杂度并提高了载频灵活性。对于双频段接收机,本文对NDEPWM调制进行了优化以减少接收信号中的谐波干扰。下面介绍这两项工作的主要创新点:（1）改进的MPWM调制算法:去掉了Delta-Sigma调制,降低了实现复杂度;去掉了传统的数字上变频并降低了插值倍数,减少了FPGA计算资源的消耗;通过切换不同的查找表就可以很方便地调节发射信号的载波频率,具有更高的灵活性。FPGA实验结果表明,对于5 MHz的信号带宽,改进算法在不同载频处的输出误差向量幅度都能低于2%,在绝大多数载频处的信噪比都能高于45 dB,并且信噪比的最大值约为49 dB。（2）双频段NDEPWM调制的参考频率优化算法:可以防止大功率谐波与接收信号发生混叠,从而降低接收信号的误差向量幅度;通过设置算法参数可以在接收信号中实现想要的干净带宽;适用于任意的载波频率和信号带宽。FPGA实验结果表明,该算法对于任意的载频都能有效提高信号的误差向量幅度和干净带宽,其中误差向量幅度在5 MHz的信号带宽下最大可提升2.77%,而干净带宽的大小则可以通过算法参数进行灵活的调节。