本文在系统研究数字接收机、虚拟无线电、信号处理等理论的基础上,设计了一个虚拟无线电接收机,实现了基于该接收机的16QAM信号解调算法的仿真。系统设计中采用当前比较先进且常用的器件搭建了虚拟无线电接收机的硬件平台,详细叙述了PCI接口、A/D、FIFO、CPLD等各个模块的具体设计过程。在Windows2000操作系统下,开发了PCI设备驱动程序和用户应用程序。接收机中数据采集卡使用模数转换器件和PCI总线来传输高速数字信号,该系统工作在通用计算机上,采用DMA方式和双端地址映射方法实现高速数据传输。对于16QAM信号的解调分别从定时误差估计、接收频率偏移估计和相位偏移估计三个方面进行讨论与分析,并将本设计中采用的算法与经典算法进行了性能比较,最后给出了基于本设计的16QAM信号解调的实现流程和性能分析结果。