作为全球使用最为广泛的无线通信制式,GSM及其技术已经深入人民生活的各个领域。铁道部(现中国铁路总公司)在2000年底将GSM-R确定为我国高速铁路专用通信的发展方向。GSM-R Um接口监测仪是用于接收GSM-R网络中Um接口中各时隙传输的上行和下行的无线信号,并进行同步、解调、提取出无线信号上携带的控制和业务信息。目前已有的GSM-R Um接口监测仪采用的是单通道接收方案(射频+基带处理),要接收GSM-R上下行所有频点就要通过多套接收电路来实现信号的接收、处理和分析。本次研究想实现的是通过一套宽带接收机(射频+基带处理)来实现多个频点信号的接收,并对相应的数据进行处理。相比较已有的接收方案,本方案可以大幅减小硬件成本,提高接收设备的灵活性。本文首先简述了GSM空中接口及相关技术。包括GSM物理层结构,相应的帧格式,几种常见的突发结构,物理信道和逻辑信道,并介绍了GMSK的几种调制解调算法,GSM信号的同步算法和均衡算法。然后介绍了多相滤波器信道化接收机,说明了该接收机的具体算法和实现。然后通过软件平台LabVIEW实现了GSM信号的GMSK的调制和解调。之后通过软件无线电平台LabVIEW和USRP实现了GSM信号在真实无线信道下的发送和接收。接下来实现了GSM单通道和多通道信号接收的实现。最后对上述的实现过程进行了测试,验证了算法和测试平台的性能。论文对多相滤波器进行了研究和设计,对常见的一种多相滤波器的算法进行了优化,优化以后的算法可以降低运算量,提高了这种信道化接收机的实时处理能力,并在软件无线电平台上对两种算法都进行了仿真分析。最后采用矢量信号发生器产生GSM信号,进行单通道和双通道的GSM信号的发送,并通过硬件平台和软件平台结合建立的GSM信号的接收平台,直接获取GSM的宽带数据来验证算法的实际性能,从而验证了多通道GSM-R Um接口监测仪的正确性和可行性。