随着信息化时代的到来,不断涌现出新的业务和应用场景,这一切都对现有的通信架构提出了更高的要求,引起人们对第五代移动通信(5G)系统的研究热潮。目前,大规模MIMO技术已成为5G的核心技术之一,其研究方向之一的分布式MIMO系统受到工业界和学术界极大的关注。分布式MIMO系统通过配置大量射频处理节点得到更高的性能同时也带来了巨大的挑战,如何快速实现分布式MIMO原型验证系统成为一个极具挑战性的问题。本文基于现实需求,设计与实现一个基于TDD模式的分布式大规模MIMO原型验证系统,从而对分布式大规模MIMO的传播特性和相关算法进行研究。具体工作安排如下:首先,本文在深入学习分布式MIMO技术相关理论成果和集中式MIMO原型系统搭建经验的基础上,进行分布式MIMO原型验证系统的物理层设计。在确定系统的无线帧结构和关键参数前提下,完成分布式大规模MIMO原型系统上、下行传输方案设计,并对其中的关键技术进行研究,包括空口同步技术中的符号定时同步和载波频率偏移技术、分布式信道互易性校准技术以及光纤回传网络UDP传输技术,并给出信道估计和信道均衡算法。然后,本文对分布式MIMO原型验证系统的软、硬件平台和系统架构进行介绍。结合分布式MIMO原型系统的传输特性和处理要求,选取USRP RIO作为射频处理节点,华为通用多核处理器作为中心处理单元,White Rabbit系列产品作为时钟分发网络,详细介绍硬件系统以及相应软件开发环境的特点和性能,并利用所选取的硬件系统对分布式MIMO原型系统架构进行总体设计,包括基站侧上、下行传输架构,基站侧时钟分发网络架构以及用户侧上、下行传输架构。最后,本论文完成分布式MIMO原型验证系统的传输实现与相关测试测量。按照从射频处理节点到中心处理单元,从FPGA端到服务器端,从LabVIEW开发到C语言实现,阐述了基站侧各功能模块的软件实现细节,理清了整个系统的数据流走向,突出了分布式MIMO原型系统上、下行传输链路中核心模块的关键作用。在完成整个系统搭建的基础上,针对室内、室外两种传输环境,完成了系统的上、下行多用户比特流数据传输实现,可支持QPSK和16QAM两种调制方式,并对上行传输的各节点误比特率曲线进行了测量和分析。测量结果显示:本文搭建的基于TDD模式的分布式MIMO原型验证系统可以完成上、下行比特流数据的传输,完成预期目标。