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随着移动通信的发展,3G通信系统正在向LTE(Long Term Evolution)及LTE-Advanced通信系统慢慢演进,新的通信协议在带来高速的数据通信性能的同时,对通信协议算法的开发和验证平台的要求也越来越高。在LTE等通信系统的通信协议算法的研究中,需要一种可以高效率开发通信协议算法并且可以在短时间内验证算法可行性的开发与验证平台,并且该平台需要具有强大的软件灵活性与硬件可配置性,例如可以基于通用算法模块快速开发具备多种通信协议标准的微型基站,并且其性能可以满足多天线通信系统的需求。由此可见,多种可灵活配置的复杂通信算法需要通过具有强大软件灵活性的高性能软件无线电开发平台来实现。本论文研究基于Linux操作系统下的由高性能FPGA(Field-Programmable Gate Array)控制的RCB(Radio Control Board)无线电控制板与高性能PC机组成的软件无线电开发平台的SDK(Software Development Kit)的实现,旨在为下一代移动通信算法的实现提供高性能和具有强大软件灵活性的通信算法验证平台。整体的SDK系统软件设计架构为：RCB板卡上PCI Express高速数据传输接口程序的实现,Linux下与RCB板卡相对应的PCI Express底层驱动逻辑的实现,具有高速ADC与DAC的Adapter板卡与RCB板卡之间的多通道Aurora传输接口的实现,RCB板卡与Adapter板卡上的跨时钟域的接口转换的实现,Linux下的收发测试程序以及图形界面Demo程序的实现。整个链路的理论数据吞吐量在多天线条件下可以达到8GbpS。首先,研究了PCI Express,总线协议标准,分析了DMA(Direct Memory Access)方式和非DMA方式的性能差异,得出了DMA方式相对于非DMA方式的传输性能有极大提高的结论。最后基于DMA方式实现了RCB板卡上PCI Express接口内部逻辑功能的设计。其次,在研究分析了Linux设备类型和驱动原理之后,设计实现了Linux下的与RCB板卡相对应的底层设备驱动,并通过环形DMA缓冲区实现了数据的DMA高速传输。再次,在研究分析了Adapter板卡的基带数据采样速率之后,基于Spartan-6系列的FPGA以及Aurora的IP核进行高速基带数据的串行传输实现,进一步完成了Adapter板卡控制外设的逻辑功能的设计并在板卡上测试验证了设计的正确性。然后,分析了基于FPGA的跨时钟域设计可能引发的亚稳态问题,并利用FIFO作为缓冲器,实现了RCB板卡上PCI Express接口与Aurora接口的数据转换以及Adapter板卡上Aurora接口与ADC. DAC的低速接口的跨时钟域的数据转换。最后,基于Linux操作系统,通过调用PCI Express设备的底层接口函数实现了接口速率的测试,并通过收发LTE帧的波形数据来验证系统传输的可靠性,最终基于QT图形界面设计了图形化的系统演示程序,以直观的方式展示该软件系统的实际测试效果。通过以上五个方面的研究分析、逻辑实现和板级测试完成了Linux下的基于高性能FPGA的基带平台和多核高性能PC机之间大吞吐量数据接口的软件平台的设计与实现,为下一代多标准无线基站的实现提供了技术支持,为4G以及5G移动通信系统的算法研究与优化提供了灵活高效的软件无线电开发平台,为其大吞吐量数据传输提供了保障。