随着国内外遥感卫星和各种有效载荷技术的迅速发展,遥感卫星所获取的数据量突飞猛进,目前卫星对地数据传输系统的主流调制方式BPSK、QPSK越来越无法满足卫星高速数据传输的要求,以16-QAM为代表的高阶调制方式将逐步在卫星数据传输系统中得到应用。本文面向卫星数据传输高速调制器的设计要求,运用现代数字信号处理技术并充分利用可编程逻辑器件以及各种高速硬件资源,设计实现了高速数字成形滤波器和射频功率放大器线性化数字预失真器,这两种技术应用在16-QAM卫星数据传输高速调制器的基带信号处理部分,对提高卫星高速数据传输的频谱利用率和功率利用率起到至关重要的作用,为下一步数字化卫星数据传输系统的实现奠定基础。　　 首先,论文完成了800Mbps的16-QAM高速数字成形滤波器的设计和实现,主要技术指标达到国内领先水平。在进行数字成形滤波器设计时,提供了一套FIR成形滤波器主要参数选取的依据和方法,从硬件系统的运行速度、计算量、复杂度以及滤波后信号的质量、频谱特性、系统的误码率性能等各个方面加以分析和仿真验证。为了突破数字成形滤波器高速实现的瓶颈,提出一种基于多相滤波器结构与并行查找表相结合的滤波器实现结构,将滤波器的系数与调制方式码型映射相结合形成查找表,省去硬件乘法运算,提高计算速度,最后通过并行电路结构及高速电路技术实现了800Mbps的16-QAM高速数字成形滤波器原理样机。并且设计了一种基于双高速多路复接数模转换器的高速逻辑时钟同步电路,解决了高速成形滤波器设计中I/Q两路输出数据同步的问题。　　 其次,详细研究了射频功率放大器数字预失真线性化技术,提出了一种查找表数字预失真算法的实现方案,搭建仿真模型进行验证,并针对一款星载数据传输应用中的2.3GHz SSPA高功率放大器,以XtremeDSP Development Kit-Ⅳ开发板为主要实现平台,编写VHDL程序语言下载到核心芯片Virtex(R)-4 FPGA中,搭建系统的实现与测试平台,设计实现了数字预失真器,通过验证该预失真器可以降低双音信号的互调失真功率达11dB,大大提高了射频功放的线性化水平。　　 最后,以16-QAM卫星数据传输高速调制系统的设计为研究的出发点,全面系统地将高速数字成形滤波器和射频功放数字预失真器两项技术融入到系统的设计当中,运用MATLAB中的动态仿真工具SIMULINK搭建系统仿真模型,通过分析时域波形、星座图、误码率等方面充分论证了系统实现的正确性、有效性和可行性。并且针对16-QAM高速调制器的实现结构,推导设计了基于正交结构的射频功率放大器数字预失真器,通过仿真验证该方法能够简化系统设计并有效地改善功放非线性失真,该算法对于正交结构调制系统的设计具有重要的理论意义和实践价值。