GEO(Geostationary Earth Orbit)卫星移动通信系统以对地同步轨道通信卫星为中继节点实现广域覆盖的移动通信,具有高EIRP(Effective Isotropic Radiated Power)和G/T值、以点播束覆盖实现频率复用的特点。国外已有INMARSAT、THURAYA等成熟的商用卫星移动通信系统,我国也将发射第一颗GEO移动通信卫星,建设支持区域通信、与地面移动通信网络互联互通的系统。π/4-DQPSK(Differential Quadrature Phase Shift Keying)差分调制技术是在QPSK信号上以每符号π/4的速率逆时针旋转,相邻符号的最大相位变化为3π/4,具有峰均比小、快速解调、抗多径衰弱能力强、相位变化规律中自带时钟信息的特点,是一种适合GEO卫星移动通信系统及信道特点的调制方式。本文在分析GMR-1(GEO-Mobile Radio Interface)卫星移动通信空口物理层技术规范的基础上,针对GEO卫星移动通信系统中信关站与移动站之间的双向物理信道PC3(3 time slot physical channel)及映射在PC3上的话音逻辑信道和控制逻辑信道,提出了一种π/4-DQPSK调制解调器原型的实现方案。并给出了调制符号映射、信道编解码、组帧、成形滤波、数字下变频、匹配滤波以及差分解调等模块的实现方法。本文还参考Oerder&Meyr时钟误差估计模型,提出了一种用于π/4-DQPSK解调器基带信号最佳采样的实现方法,该方法对解调器基带数据进行平方运算,再经FFT运算完成时域到频域的变换,然后取出频域矢量的相角,通过判断该相角的最小值来选择每个符号中的最佳采样点。计算机仿真表明,在低信噪比条件下,采用该方法仍可获得基带数据的最佳采样点。最后,本文对比特误码率理论值及测试方法进行了分析,对采用本文提出的方法实现的调制解调原型样机,在AWGN(Additive White Gaussian Noise)信道环境中进行了测试,通过对测试结果与理论值的比对分析,表明采用本课题方法实现的原型样机获得了良好的误码性能,验证了方案的可行性。