随着数字通信技术(尤其是多媒体技术)的快速发展,人们的通信需求呈指数增长趋势。这一发展趋势使得太比特每秒的信息链路将在未来的五到十年内成为可能。由于现有的毫米波通信技术不能完全满足上述需求,通信容量与数据业务需求之间存在着严重的矛盾,因此,亟需拓宽数据通道,寻求新的、更高的频谱资源。基于这一现实需求,以太赫兹通信和光学通信为代表的高频段宽带无线通信将成为未来无线通信发展的趋势。由于通信载频的急剧增高和带宽的快速增大,高频段宽带通信技术对接收信号处理及实现也提出了新的挑战:1)大频偏宽带信号的同步技术:太赫兹频段下的宽带无线通信接收中,由于信号带宽超出了AD采样器件带宽而无法在数字域进行信号同步,迫使高频段下的信号同步仅能在低性能的模拟域上完成。2)大频偏下的时变信道低资源消耗估计技术:高频段宽带多用户无线信号传输过程中,系统收发机间异步时钟所导致的大频偏会与时变多径信道衰落相互作用,对接收信号的解调产生巨大的干扰。3)抗相位噪声高阶调制及解调技术:在太赫兹通信中,由于载波需通过变频产生,在这一过程中会产生很大的相位噪声。即使完成信道估计和载波同步,剩余的相位噪声依然会严重恶化高阶调制信号的解调性能。4)宽带信号的压缩接收技术:高频段宽带无线通信中,信号带宽远远超出AD芯片的带宽上限,接收信号处理无法在数字域完成,而数字域的信号处理手段更加便捷和丰富。本文以提升高频段无线信号接收可靠性为目标,以抑制载波干扰为主线,研究了高频段宽带无线通信中信号同步、信道估计、抗相位噪声解调、压缩接收等技术,并在以下三方面形成了创新性研究成果:1.针对高频段系统载波同步难以在数字域实现的难题,提出一种小幅窄带导频码辅助的载波同步算法,有效地解决了AD采样带宽对于高带宽信号载波同步的限制,使得宽带信号载波同步可在数字域实现。相比常见的模拟域导频辅助的载波同步技术,本论文提出的新技术既可以防止导频与信号间的相互干扰,又可以大幅降低导频信号所消耗的功率,提升发射效率。2.在实现载波同步的前提下,针对高频段系统信道估计算法设计中的低资源消耗下大频偏、时延、幅度及相位的联合估计难题,提出一种导频码序列辅助下的大频偏、信道多径时延、幅度和相位的联合估计算法,有效地解决了大频偏下的时变信道估计技术瓶颈。在高信噪比时,本文算法可接近CRLB。相比RWBS估计算法,本论文提出的新算法在用户数较多时对于频偏的估计精度有明显提升,且复杂度有明显的降低。3.在获取信道状态信息的基础上,针对高频段高阶调制系统算法设计中的抗相位噪声解调难题,首次提出螺旋正交幅度调制,以及基于相位噪声最优的解调算法,有效地降低了相位噪声对高阶调制解调的严重影响。当相位噪声方差为0.1时,本文算法在高信噪比时解调误差几乎可以忽略,而在同样条件下,高阶QAM调制无法解调。本文的研究工作为解决当前高频段通信信号接收技术中的难点,为高可靠性的高频段无线通信提供了技术基础。其中,载波同步技术能够有效突破AD采样带宽的限制,降低了导频信号的能量需求,提升了同步精度,为远距离宽带移动场景下的可靠通信提供技术支撑;信道估计算法能够有效的提升大频偏下的信道估计精度,为提升多用户检测性能提供了技术支撑;螺旋正交幅度调制能够有效抑制相位噪声对高阶调制信号的干扰,为提升通信质量提供了技术支撑;压缩接收设计则阐述了一种压缩接收的可实现方案,并在压缩域中实现了信号的低资源消耗捕获和跟踪,为未来的压缩接收设计提供了一种可行性思路。