正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)是当今移动宽带通信的关键技术。传统的航空通信技术已经不能满足通信容量需求的迅速增长,将OFDM技术应用到航空通信系统中,可以满足航空通信系统对大容量、可靠通信的需求。本论文主要研究宽带空地无线通信系统中的OFDM信号检测与信道估计技术。在本论文的第一章中,简单的介绍了航空通信的研究背景,并重点阐述了将OFDM技术应用到航空通信系统中的必要性。深入理解航空信道是研究信号检测与信道估计技术的前提。因此在第二章讨论了航空信道的基本特性,介绍了航空信道中各种场景下的信道模型特点,并详细分析了OFDM技术应用于航空通信中的优势以及面临的高移动性问题。在高速移动的OFDM系统中,为了抑制子载波之间的干扰并降低算法复杂度,现有检测算法通常把频域信道矩阵近似为一个带状矩阵,以在保证系统性能的同时降低算法复杂度。但是这些检测算法大多没有考虑针对信道编码提供软信息输出。为此,在第三章,本论文基于带状部分最小均方误差的顺序检测均衡算法,考虑了残留干扰抵消误差的影响,提出了一种软解调算法。可有效提高输出软信息的可靠性,且算法复杂度低,易于实现。针对航空信道巡航场景的仿真结果表明:该算法可以获得较好的系统误比特率性能。可靠的信道估计是进行航空通信OFDM系统信号检测的前提。因此,本论文的第四章研究了航空信道在巡航和降落场景下的信道估计算法。在巡航场景下,由于飞机的飞行速度大,航空信道的时变性强,且多径时延大,对信道估计提出了新的挑战。本论文在现有线性模型基础上提出一种适用于巡航场景下的信道估计算法,该算法根据巡航场景下两条径的信道特性,在信道离散化后,把这两条径之间的时域信道冲激响应置零,以减少估计量数目。从而降低算法复杂度和导频开销。仿真结果表明,该信道估计算法可以获得逼近理想信道估计下的检测误比特率性能。在降落场景下,本论文采用基于变换域降噪的信道估计算法,对航空通信OFDM系统的检测性能进行了仿真研究。最后,在第五章给出了全文总结,指出了基于OFDM的航空通信系统中下一步的研究方向。