正交频分复用（OFDM）不仅具有很好的抗频率选择性衰落能力，而且能够实现语音、数据、视频等多媒体业务传输，是未来移动通信实现高质量、高速率、高频谱利用效率、高宽带的关键技术之一。在未来的宽带移动通信中，OFDM系统将面临更为复杂的时间频率双选择性衰落信道，信道估计问题变得更加具有挑战性。因此，研究双选择衰落信道下的OFDM信道估计具有非常重要的意义。本文对双选择信道下OFDM系统中基于导频的信道估计问题进行了研究。首先，分析讨论了几种常用的表征双选择衰落信道的基扩展模型（BEM）。在此基础上，选取结构简单的勒让德基扩展模型（L-BEM）对时变信道进行建模，研究了基于L-BEM的OFDM信道估计算法，分别按照最小二乘（LS）准则和线性最小均方误差（LMMSE）准则设计算法。利用信道频域响应矩阵的结构特点，建立信道估计数学模型，减少近似带状带来的估计误差；并通过适当的调整参数，减少多普勒频移对信道估计性能的影响。其次，本文针对基于复指数基扩展模型（CE-BEM）的信道估计算法存在的不足，提出了基于加窗基扩展模型的信道估计算法。通过时域加窗来减少CE-BEM存在的频谱泄露，并抑制多普勒频移对估计性能的影响；再通过正交映射对估计的加窗基扩展模型系数进行转换，从而进一步提高信道估计的精确度。在此研究的基础上，又提出了一种新的方法。通过逆重组法代替正交映射进行系数转换，仍能达到很好的估计效果。最后，本文利用信道时域响应矩阵和信道频域响应矩阵的统计模型，并结合信道频域响应矩阵的结构特点，提出一种基于信道相关特性的频域信道估计算法。该算法不仅充分利用信道特性，而且考虑信道频域响应矩阵带状之外的数据子载波的干扰，从而减少估计模型误差；并通过调整近似带状宽度和导频簇长度，进一步减少ICI对信道估计的影响。仿真结果表明，上述算法能够有效得提高信道估计性能。