作为面向未来的新一代移动通信系统,第五代移动通信系统（5th Generation Mobile Communication System,5G）定义了许多新的关键技术,显著提升了系统容量和传输速率。随之而来的是更加复杂的通信设备,为了保证服务质量,制造商会对它们进行完备的性能测试,这对测试系统提出了新的要求和挑战。针对基站一致性测试中的发射机测试,本文主要设计和实现了一个基于5G新空口（New Radio,NR）的高精度测试系统。首先,本文阐述了5G NR测试系统的研究背景和研究现状,讨论了现有测试系统的不足和国内相关领域的空白,并且给出了本文的研究内容及意义。其次,本文对5G NR测试系统涉及到的关键技术进行概述,重点分析了5G NR信号的波形设计和帧结构,在介绍了与测试系统有关的参考信号之后,给出了标准规定的各种测试模型。然后,本文研究了5G NR测试信号的解调算法。针对时间同步,提出了基于解调参考信号（Demodulation Reference Signal,DMRS）的符号定时偏差估计算法,完成帧定时;针对频率同步,将基于循环前缀的小数频率偏差估计、基于DMRS的整数频率偏差估计和基于DMRS的残留频率偏差估计这三种算法相结合,估计出准确的频率偏差;针对信道估计,在最小二乘准则的基础上提出了一种双符号信道估计算法,通过时域平均和频域平滑减少噪声的干扰,进一步提高信道估计的精度。仿真结果表明,本文提出的算法可以正确解调5G NR测试信号。最后,本文在所提解调算法的基础上,设计和实现了基于射频直接带通采样的高精度测试系统。为了提高测试系统的灵活性和适应性,本文使用了射频直接带通采样和多级抽取软件无线电接收机结构。测试指标包括以误差矢量幅度（Error Vector Magnitude,EVM）为代表的发射信号质量和以相邻信道泄露比（Adjacent Channel Leakage Ratio,ACLR）为代表的非期望辐射,分别使用仿真软件生成和硬件平台采集的信号对测试系统进行验证。结果表明,对于EVM,测量值和理论值相差不超过1%;对于ACLR,本文设计的测试系统和国外先进仪器相差不超过1.5dB,能够满足高精度5G NR测试系统的设计要求。