软件无线电是用软件定义波段、调制方式和信号波形的一种全新设计思想,其核心思想是将宽带的A/D转换器尽可能地靠近射频天线,但是高速的数据率对后端的DSP来说将是无法实现的。本论文针对软件无线电这一关键问题设计出了一种数字下变频系统,它能够降低数据流的速率,是A/D转换器和DSP之间的桥梁。由于现场可编程门阵列FPGA是基于查找表的,能够实现并行运算,这就给需要大量快速运算的数字下变频系统提供了有利条件,同时它集成了大量的关于数字信号处理的IP核,大大缩减了研发周期。本论文设计了一种基于FPGA的单通道可编程软件无线电数字下变频系统。完成了下变频、抽取功能,从而降低了数据率。首先,本论文通过在MATLAB中进行建模,深入研究了软件无线电的理论基础：Naquist低通和带通采样定理；对单通道软件无线电接收机进行了数学建模,通过论证确立了数字下变频体系结构；研究了软件无线电中信号处理基本理论：数字信号正交变换理论、多速率信号处理理论。其次,确定了本论文数字下变频整体设计方案,对梳状滤波模块、半带滤波模块和FIR滤波模块的性能在MATLAB中进行了建模,同时在传统实现的基础上对其进行了算法改进,设计了Hogenauer抽取滤波器、半并行结构的半带滤波器和分布式DA算法的FIR滤波器。最后,针对各个模块的FPGA实现进行了算法对比,利用VerilogHDL语言和调用IP核相结合的方法实现了各个模块的最优化设计,同时给出了各个模块的RTL级结构图和外部接口,通过Modelsim进行了仿真和调试；利用顶层文件调用各个模块,对系统进行了集成与验证,同时给出了分析结果。