软件无线电是当前无线通信领域研究的热点之一,现阶段限于硬件的发展水平,只有宽带中频带通采样软件无线电结构,即数字中频结构可以实现,数字中频技术就成为实现该结构的关键技术之一。FPGA具有可编程性、灵活性和高集成性,在无线通信领域中已经得到了成功的应用。采用FPGA实现数字中频,能够很好的协调处理能力和灵活性之间的矛盾。本文对数字中频技术展开研究,通过对其相关理论和关键技术数字变频系统的分析与设计,研究了数字中频的FPGA实现技术。本文的主要研究工作如下:1.研究了软件无线电和数字中频的信号采样、多速率数字信号处理、高效数字滤波和数字信号正交变换等基本理论,以及FPGA实现时常用的CORDIC算法和DA算法。2.分析了数字中频主要应用数字变频系统的基本原理与结构,对其关键模块数字混频模块和抽取(内插)滤波模块在FPGA中的实现进行了研究。对于数字混频模块,讨论了查找表法和CORDIC法的实现结构及其参数的确定,指出了两种方法的优缺点及其性能改进方式。在抽取(内插)滤波模块,探讨了CIC、HB和FIR滤波器的实现结构和设计要点,研究了CIC滤波器的通带衰减补偿方法以及用DA算法实现FIR滤波器时基于资源和速度的改进方式,最后比较并讨论了各滤波器的适用范围。3.对数字下变频系统方案进行了确定,讨论了NCO混频器的设计和滤波器类型的选择,完成了系统方案的仿真验证。然后研究了如何以较少的资源在FPGA上实现该系统,其中重点讨论了FIR滤波器的实现,比较了DA算法结合抽取结构和DA算法结合多相滤波结构两种FIR抽取滤波器的高效实现方式。通过采用DA算法结合抽取结构、使用双口ROM和时分复用一个滤波器等方式,减少了系统FPGA资源的消耗。4.对前面讨论的数字变频系统的关键模块和下变频系统分别进行了时序仿真,最后在FPGA芯片上对数字下变频系统进行测试,验证了设计的正确性。