随着无线通信领域的不断发展、宽带多媒体业务需求的不断增长，已有的频谱资源不能满足通信业务的需求，这就使得Ka波段的开发和应用成为国内外的研究热点。Ka波段的频率范围大致是20-40GHz，由于具有频带宽，干扰少以及通信容量大等优点，常用于卫星通信系统；同时，由于Ka波段是高频段，显著特点是降雨衰减较严重，并会严重影响通信系统的传输性能。在宽带卫星通信系统中，信道具有频率选择性衰落特性，即信号在信道的不同频段处衰落程度不同，综合这些因素，我们很难精确地估计信道特性。因此，对Ka波段的降雨衰减特性、抗雨衰措施，以及宽带通信系统的信道估计技术的研究具有重要的意义。基于上面对项目背景及研究意义的介绍，全文共分五个章节，第一章是绪论，第五章是全文总结，本人的主要研究工作分布在第二章、第三章、第四章中，下面对每一章节进行简要的介绍。第一章是绪论，首先介绍了Ka波段的降雨衰减特性以及宽带通信系统的特性，然后介绍了课题论文的研究背景、研究意义和课题来源，以及目前国内外的发展状况，最后介绍了全文的研究内容、本人所做的贡献以及论文结构安排等。第二章首先介绍了Ka波段的降雨衰减的特性；然后基于国际电联无线部门(ITU-R)推荐的降雨衰减预测模型，分析了动态的雨衰减时间序列的合成过程，并模拟了特定地区的降雨序列；最后分析了几种抗雨衰措施，并对上行链路功率控制算法进行了较为深入的研究。第三章是针对具有频率选择性衰落特性的宽带信道而言，选择多载波OFDM体制。信道状态的好坏直接影响通信的质量，因此，对信道进行精确的估计具有重要的意义。本章基于块状导频，首先介绍了几种常用的信道估计算法，并进行了性能仿真比较；然后针对具有直射波的莱斯信道模型，基于二维矩形导频模块，对维纳滤波估计算法进行了深入的研究，并与常用的插值算法进行比较，仿真结果表明维纳滤波算法比已有的插值算法在性能上有所改进。第四章首先介绍了对抗雨衰减的自适应技术，信噪比估计是自适应编码和调制技术的重要环节之一，因此，要对信道状态信息进行精确的估计以便使吞吐量达到最大；然后针对莱斯信道，基于多载波OFDM系统，介绍了几种常用的信噪比参数估计算法；最后在已有算法的基础上进行改进，仿真结果表明改进算法比原有算法在性能上有较好的改进。第五章先对本论文所做的工作进行了总结，然后指出本文存在的不足以及下一步的研究方向。