随着通信技术的迅速发展，技术更新不断加快，逐渐形成了多种通信体制共同存在的局面。为了有效解决不同通信系统之间的互通问题，降低通信设备更新换代的成本，人们越来越多地关注软件无线电技术的发展。软件无线电是一种新型的无线电系统，其核心思想是构建一个通用的硬件平台，在此平台上通过软件实现各种通信功能，具有较高的灵活性和开放性。虚拟无线电是软件无线电的一种，是基于通用处理器(GPP)架构的软件无线电。与传统的软件无线电相比，虚拟无线电具有开发成本低、周期短、升级便捷、灵活性更高的优势，因此，受到业界广泛关注。但是，虚拟无线电在实时性方面仍不能完全满足通信协议的严格要求，因此，虚拟无线电技术的推广遇到了瓶颈。虚拟无线电主要由射频前端、模数/数模转换器、高速数据接口和通用处理器组成。本文研究的数据采集系统基于虚拟无线电架构，实现了除通信处理算法外的大部分功能，承担着数据采集、数据传输、数据缓存的任务，其软硬件平台对虚拟无线电系统的实时性性能、数据处理速率等起着至关重要的作用，而后者是衡量虚拟无线电系统性能的重要依据。因此，针对虚拟无线电架构的实时性要求，本文拟设计并实现一种实时性增强的虚拟无线电数据采集系统，为基于虚拟无线电的应用与研发提供数据采集软硬件平台。全文主要完成如下工作:　　1、根据虚拟无线电数据采集系统的性能要求，给出了数据采集系统的总体设计方案。以实验室自研板卡作为采集系统硬件平台，以RTX(Real-Time Extension)系统作为采集系统软件平台，提出了基于中断和DMA(Direct Memory Access)方式的数据同步方案。　　2、给出了数据采集系统硬件设计方案，论述了自研板卡主要硬件模块的选型、参数和性能，介绍了硬件FPGA(Field Programmable Gate Array)逻辑的设计方案，论述了硬件系统采集、传输、缓存数据的功能。　　3、给出了数据采集系统软件设计方案，并论述了RTX系统的结构和原理，完成了Windows系统和经过RTX系统扩展后的实时性能的测量对比，阐述了Windows系统和RTX系统下设备驱动程序的工作流程以及重要功能函数的设计定义。　　4、在上述软硬件设计工作的基础上，给出了数据采集系统的构成，归纳总结了开发搭建过程中的问题和解决方案，并对数据采集系统的实时性进行测试。测试结果表明，数据采集系统的性能达到10us级，可满足一定的应用需求。　　本文基于RTX设计开发的数据采集系统，与主流数据采集系统相比，兼具实时性强和用户界面友好等特性。该系统实现了数据采集和传输功能，并达到了10us级的实时性能，为后续的基于虚拟无线电的系统研发与应用提供参考解决方案与借鉴。