软件无线电中的数字下变频研究

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1、软件无线电中的数字下变频研究摘　要：数字变频技术是软件无线电的关键技术之一。本文研究了数字下变频器的结构，并详细探讨了采用查表方法实现数字控制振荡器，利用线性内插方法结合级联积分梳妆滤波器实现分数比抽取滤波，从而达到降低数字下变频器复杂性的目的，使得数字下变频处理可以在通用数字信号处理芯片中用软件实现。该算法提高了数字下变频器的处理速率，实现了数字载波控制和抽取滤波可编程。关键词：软件无线电；数字下变频；数字控制振荡器；线性内插；：TN92     ：AInvestigationofTheDigitalDo0cm0pt;ms

2、o-line-break-override:restrictions">Renyue  Lijian  Gaoheliang(InnerMongoliauniversityofTechnology，InnerMongolia010062)Abstract：Oneofthekeytechniquestorealizesofts.Thepaperinvestigateastructureofthedigitaldoericalcontrolledoscillatorethodoftabulationvieationfilteri

3、xinglinearinterpolationalgorithmandCICfilter,sothattheDDCprocesscouldbeimplementedinsoftimprovesthespeedofDDCandimplementsprogrammableNCOanddecimationfilterbydesignsoft0cm0pt;mso-layout-grid-align:none"class="MsoNormal">Keyso-break-type:section-break"clear="all"/>0

4、   概　述软件无线电（SoftODE:char;mso-layout-grid-align:none;mso-list:l1level1lfo2;tab-stops:list27.0pt"class="MsoNormal">1              数字下变频器的结构及组成数字下变频器的功能可以概括为：下变频、低通滤波、降采样率等。完成以上功能的结构如图1所示。量化的中频数字信号进入数字下变频器后，先与数字控制振荡器（NumericallyControlledOscillator—NCO）产生的本地数字载波混频，经过低

5、通滤波后信号变为基带信号，这是下变频过程。但此时信号的采样率并没有变化，因此需再经过一个高抽取滤波器，使信号采样率降低为，便于后续电路处理，这是抽取过程。基于软件无线电思想，希望本地数字载波及抽取滤波器均是可编程的。2              数字控制振荡器由图1所示，正交数字下变频器前端包括两部分，一是乘法器，二是NCO。乘法器很简单，本文重点分析NCO。NCO的目标是产生一个理想的正弦或余弦波，更确切地说是产生一个可变频率的正弦波样本，如公式=（=0,1,2,…）式中为本地振荡频率；为DDC输入信号的采样频率。正弦波样

6、本可以用实时计算的方法产生，但这只适用于信号采样频率很低的情况。在软件无线电高速信号采样频率的情况下，NCO实时计算的方法是不可取的。NCO产生正弦波样本的最有效、最简便的方法就是查表法，即事先根据各个NCO正弦波相位计算好相位的正弦值，并按相位角度作为地址存储该相位的正弦值数据，DDC工作时，在每向DDC输入一个下变频的信号采样本时，NCO就增加一个相位增量，再按照相位累加角度作为地址，检查该地址上的数值并输出到数字混频器与信号样本相乘，乘积样本再经过低通滤波器滤波输出,这样就完成了数字下变频。图2为NCO的顶层结构图。由

7、图2可知，NCO基本功能包括：接收频率控制字K进行相位累加；以相位累加器的输出为地址对存有正(余)弦幅度值的存储器进行寻址。输出的离散幅度编码即为NCO的输出结果。其设计思想与直接数字频率合成（DDS）基本相同，所不同的是它不需要D/A转换器将数字离散信号转换成模拟信号，以及通过LPF低通滤波输出其波形。相位累加器就是一个带反馈的9位加法器，它把输出数据作为另一路输入数据和频率控制字连续相加，产生有规律的9位相位地址码。对它的设计,我们采用LPM宏单元库中的LPM_ADD_SUB器件。图2中累加器前面接一个9位寄存器，目的是

8、同时接收9位频率控制字；而后面的9位寄存器具有同样的作用，使9位相位地址码同时输出。这两个寄存器相当于锁存器。波形幅值存储器模块中的正(余)弦查找表分别由两个ROM宏模块“LPM_ROM”构成。ROM的地址线宽度设为9，数据线宽度设为8。本文对ROM初始化时，先用MATLAB语言产生正弦波