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认知无线电是一种以软件无线电为平台的智能无线通信技术，被认为是解决无线频谱利用率低的问题的最佳方案。认知无线电的首要任务是感知频谱环境，也就是检测原始用户。IEEE802.22是第一个采用认知无线电技术的标准，本文基于该协议设计数字下变频。 数字下变频用数字运算完成信号频谱搬移，数据速率变换，得到数字基带信号。常见数字下变频有三种结构：正交数字下变频、正交采样数字下变频和多相滤波数字下变频。分析了三种结构的应用场合和优缺点，提出了数字下变频结构的优化方案。根据IEEE802.22的应用要求，提出数字中频前端的ADC分辨率、模拟中频信号的增益和时钟抖动的确定方法。 数字下变频的由混频器、数字压控振荡器、CIC滤波器、半带滤波器、FIR滤波器组成。对各个模块进行了理论分析：分析了CIC滤波器的零点和极点对性能的影响，NCO的杂散特性和滤波器的量化噪声。本文在Altera的FPGA上设计了数字下变频的各个组成模块，在寄存器级别对这些模块作了最优化的设计，节省了资源，提高了处理速度。采用的新方法包括：使用采用流水线乘法器作混频器；用CORDIC和查找表相结合的方法实现数字压控振荡器(NCO)；使用双端口RAM实现任意抽取的FIR滤波器。 文章最后实现了以FPGA为核心的硬件平台，同时还包括高速ADC、DAC、UART接口和电源管理器。经验证，该平台能实时实现IEEE802.22的两种原始用户信号的数字下变频和信号速率的变化。为认知无线电信号检测硬件实现做了铺垫性工作，为认知无线电信号检测提供了一种新的手段。