第五章 总结与展望
第五章 总结与展望
在现代的雷达技术发展过程中，雷达信号处理在雷达系统的设计中占据着重要的地位，软件无线电思想和数字中频技术的结合在其中扮演的角色也越来越重要。本文主要介绍数字下变频的设计，这也是软件无线电中运算量最大的部分。在查找和阅读大量文献的基础上，以多抽样率数字信号处理理论和滤波理论为核心，综合数字振荡技术和混频等技术，完成了数字下变频器的设计。本文针对软件无线电中的数字下变频技术展开研究，通过FPGA实现了数字下变频功能，主要研究了数字下变频的信号处理相关理论和FPGA的关键技术以及关键模块的硬件实现技术，全文完成的主要研究工作有：
1．分析了软件无线电技术中的关键技术一数字下变频技术，讨论了软件无线电的基本理论，这些理论是实现数字下变频的理论基础，包括信号采样理论、多信号处理理论和数字正交变换理论。在此基础上，深入探讨了实现数字下变频的电路结构与实现算法，并对其关键技术的模块进行了深入的研究，包括混频与抽取滤波。通过分析明确了实现数字下变频的关键技术要点。
2．较详细的研究了FPGA的设计技术，讨论了FPGA的结构与特点，分析了FPGA的设计流程，并且研究了FPGA的关键设计思想与设计原则，在此基础上，分析了采用FPGA实现DSP算法的可行性与优越性，以及使用FPGA相比于使用DSP专用芯片的优势。通过分析得出FPGA实现数字下变频中的DSP算法是切实可行，且行之有效的。
3．针对本文采用的是FPGA设计实现数字下变频的方案，完成了各模块的仿真，在此基础上用Verilog HDL完成硬件设计，通过ISE软件完成设计的综合，从而完成整个设计的FPGA硬件实现与验证。通过仿真和结果分析，该方案是切实可行的。目前，随着集成电路工艺的改进，集成电路的规模也越来越大，已经出现了4通道甚至6通道的数字下变频芯片。因此，可以考虑对设计做一定的优化后，实现多通道数字下变频在单片FPGA上的集成。
本文用FPGA实现了软件无线电中的关键技术之一数字下变频(DDC)，摆脱了对商用的DDC芯片来实现数字下变频功能的依赖，而使用商用DDC芯片价格昂贵，灵活性不强，所受的限制较大，该方案具有设计灵活，修改方便，完全可
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编程的优点，在价格方面也具有很大的优势，因此用FPGA来实现数字下变频具有实际意义和研究价值。现在，由于FPGA本身的逻辑资源规模不断扩大，内部集成了越来越多的乘法器、RAM甚至处理器核，形成“片上系统”，而且FPGA具有基于交换理论的高速串行互联能力，另外，基于数据流的强大定点处理能力使FPGA在信号处理领域具有较强的竞争力。因此可以说，用FPGA来实现信号处理已经是非常切实可行的了。
目前，先进的ASIC生产工艺已经被用于FPGA的生产，越来越丰富的处理器内核被嵌入到高端的FPGA芯片中，基于FPGA的开发已成为一项系统级设计工程。可以预见，随着半导体制造工艺的提高，FPGA的集成度将不断提高，制造成本将不断降低，FPGA一定可以更广泛地应用于现代通信系统和雷达系统中，从而大大的提高现有系统的性能。
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