目前世界各国都正在积极进行第四代移动通信系统(4G)技术标准的研究制定。4G可能采用的一些关键技术如多天线收发(MIMO),正交频分复用(OFDM)、高阶调制、自适应编码等都已经得到大家的认同。然而,这些技术在实现方面则都很复杂,必须在分阶段的基础上进行并行处理。因此一方面要求信号处理器有强大的信号处理能力,另一方面要求模块之间要有足够的信息交换能力,保证大量的中间数据能够在规定时延内到达预定的模块。另外,无线基站系统的不断发展也对信号处理硬件平台提出了新的要求。要求新一代的信号处理硬件平台为一个模块化的、可扩展的、可伸缩的、软件自定义的、通用的平台,从而实现移动基站系统的灵活性、可重配置性以及通用性。这些要求都将在第四代移动通信系统中得到集中体现。因此,本文依托国家863计划针对4G的研究课题‘’Gbps无线传输关键技术与试验系统研究开发”展开了对4G系统中信号处理硬件平台的研究,并设计实现了Gbps试验系统的信号处理硬件平台。论文分析了第四代移动通信系统的特点和关键技术,并根据Gbps-TDD试验系统中信号处理算法的运算复杂度、模块的数据吞吐量以及各处理阶段的存储量得出Gbps-TDD试验系统中信号处理硬件平台所面临的难题。作者参与完成了Gbps系统信号处理硬件平台的整体结构设计、机箱结构和互连方案的设计、平台中核心信号处理器的选择。文中详细描述了平台中通用信号处理单板的设计,包括核心处理器电路设计、板间和板内接口电路设计、电源系统设计、时钟和复位系统设计,并对高速电路设计中的关键性问题-信号完整性问题进行了研究与实现。本文实现的符合Gbps系统要求的信号处理硬件平台,成功承载Gpbs系统中的信号处理算法,其中使用的开放机箱架构ATCA、大容量FPGA、3.125Gbps串行传输技术等都代表了未来无线基站硬件系统设计的发展方向。