在现代无线通信网络中,数字传输方式因其在频谱利用率和抗干扰方面的优势,已经成为通信领域普遍采用的传输方式。随之而来的是对各种数字调制信号分析的迫切需求。其中,矢量信号分析方法已经成为各种数字调制信号测试分析的主要方法,矢量信号分析是通信技术发展的重要基础。目前,矢量信号分析大多基于软件无线电的思想展开,用软件的方式来处理矢量信号分析已经成为一个大的趋势。因此,调制信号处理算法及相应的软件设计在矢量信号分析中越来越重要。本论文针对上述需求及发展趋势,以ASK、FSK和QPSK等数字调制信号的调制质量分析软件设计为研究对象。在深入的分析了当前国内外矢量信号分析仪发展现状的基础上,提出了一种低成本、高性价比的基于软件无线电的矢量信号分析解决方案。该方案以低成本的中频数据采集硬件平台为数据采集前端,利用数字正交解调方法来实现矢量信号的解调,以开环前向的载波频偏和相位联合估计算法来实现载波同步,以开环前向的定时相位估计算法来实现解调过程中的定时恢复。从而,对数字调制信号进行解调和判决,最终获得解调比特流。最后,根据误差矢量理论,利用解调结果产生参考信号,将参考信号与I/Q两路信号进行比较分析与计算,获得该数字调制信号的误差矢量幅度(EVM)、幅度误差以及相位误差等参数的统计结果以及星座图等描述数字调制信号调制质量的指标。在上述理论及算法研究的基础上,结合自动测试系统(ATS)设计的方法。利用程控仪器或者DAQ(数据采集板卡)作为前端数据采集的设备,与计算机组成自动测试系统的硬件平台。利用Labwindows/CVI这个测试软件开发平台进行矢量信号分析系统软件的设计和实现,最终组建成自动测试系统。在软件设计的过程中,遵循标准的软件开发流程,通过需求分析、软件体系结构设计、软件模块设计、数据处理和算法设计以及最后的系统调试,完成了系统软件的开发和测试系统的组建工作。