关键词：数字中频 FPGA
数字中频，所谓中频，顾明思义，是指一种中间频率的信号形式。中频 是相对于基带信号和射频信号来讲的，中频可以有一级或多级，它是基带和射频之间过渡的桥梁。下面就是一个简易的图形。
图1 数字中频
如图1所示，中频部分用数字方式来实现就称之为数字中频。数字中频技术通常包括
上下变频（DUC/DDC）、波峰因子衰减（CFR）、数字预失真（DPD）。
DUC/DDC
DUC实现了从 “复” 基带（Baseband）信号到“实”带通（passband）信号的转换 （下行链路）！！！
输入的复基带信号采样率相对较低，通常是数字调制的符号率。基带信号经过滤波，然后被转换成为一个更高的采样率，从而调制到NCO的中频载波频率。
DUC通常需要完成频谱整形（Pulse shaping）, 然后调制到中频载波，以便于经由DAC驱动后面的模拟转换器。
图2 DUC架构和频谱上搬示意
在图2中，通道滤波器（Channel Filter）完成基带信号的频谱整形，通常由FIR实现。插值（Interpolation）部分完成信号采样率变换和滤波功能，可以采用CIC或者FIR实现。 对于一个窄带信号，如果需要高倍采样率变换，那么CIC将是非常适合的，无论是在实现性能或是资源节省方面，CIC都优于FIR。
NCO是一个数控振荡器，也叫DDS, 可以用来产生一对相互正交的正弦和余弦载波信号，与插值（增加采样率）以后的基带信号混频，完成频谱上搬。
与DUC相反，DDC基本完成了一下几个工作:
- 频谱下移：将ADC送来的数字信号有用频谱，从中频搬移到基带
- 采样率降低：将频谱搬移后的数据从ADC的高速采样率降低到一个合适的采样速率水平，通过抽样取（Decimation）实现。
- 通道滤波：在将I/Q信号送入处理基带处理以前，需要再对其进行滤波
实际上，数字上下变频技术应用非常广泛，其在无线通信、有线电视网络（Cable Modem）、数字电视广播（DVB）、医学成像设备（超声）、以及军事领域当中，都是不可或缺的功能。
CFR
目前许多的无线通信系统，如WCDMA、WiMAX,其中频信号通常是由多个独立的基带信号相加而成。合成的中频信号具有较大的峰均比（Peak-to-Average-Ratio）,并符合高斯分布。而通常功放（PA）的线性区是有限的，较大PAR的中频信号对应的PA的工作范围将被缩小，从而引起PA效率的降低。因此在PA之前减小中频信号的PAR是非常重要的。波峰因子衰减（CFR）正是用来完成功能的，它将有利于保证PA输出的线性度，降低带外辐射，提高PA效率。
DPD
在无线信系统中，往往需要PA的输出具有很高的线性度以满足空中接口标准的苛刻要求，而线性功放有非常的昂贵。为了尽可能提升PA的输出效率和降低成本，必须校正PA的非线性特性，而对PA的输入信号进行预失真处理是个不错的选择。
DPD实现方式分为查找表（LUT）和多项式（Polynomial）两类，两种算法的优缺点如下表1所示。
LUT Polynomial
低复杂度 高复杂度
同样的方案可用于不同的功放 对不同的功放需对预失真其做相应的调整
可用于低成本器件来实现 需要高端器件
较慢的收敛速度 较快的收敛速度
对记忆效应和相位独立错误的处理比较困难 对记忆效应和相位独立的错误的处理比较容易
[概念梳理]
2. 数字下变频器（DDC）
数字下变频器是 A/D 变换后的数字信号处理器件。主要功能是完成 I/Q 信号解调，并且对数字信号进行抽取、滤波。数字下变频器输出的信号送由基带进行处理。
3．数字上变频器（DUC）
数字上变频器主要对基带的数字信号进行内插、 滤波， 并且进行 I/Q 调制； 其输出的信号将直接进行 D/A 变换。