MIMO-OFDM技术具有抗频率选择性衰落、能成倍提升系统容量等优势,已成为当前及未来宽带移动通信系统物理层的主流传输方案。当系统处于高速移动状态时,信道快速变化并产生大多普勒频移,导致接收端存在严重的子载波间干扰(Inter-carrier interference,ICI),致使系统性能恶化。论文围绕快时变环境中MIMO-OFDM系统收端的信道估计与信号检测技术展开研究,主要内容如下:①分析快时变环境下信道时频响应特征,利用线性时变模型(Linearly TimeVarying,LTV)和基扩展(Basis Expansion Model,BEM)模型对时变信道进行建模,运用仿真比较不同信道模型的拟合精度以及阶数Q对BEM模型的影响,并选取正交性强、拟合精度高同时构造简单的L-BEM模型作为本文信道建模模型。②研究MIMO-OFDM系统基于LTV模型与L-BEM模型的信道估计算法,其中BEM模型可适应更大多普勒并具有更好的拟合度。针对基于BEM建模的LMMSE估计器性能良好但需要信道统计信息且处理复杂,而LS估计器不需要任何先验信息但精度有限的问题,通过在LS估计前进行加窗处理,抑制了ICI的扩散,在不明显增大运算复杂度的前提下改善了LS估计器性能。仿真表明,该方案获得了较高的估计精度,在高信噪比下性能优于LMMSE估计器。③针对传统排序串行检测检测算法以单个子载波上的信号作为检测层,直接判决,存在较严重的误差传播问题,论文提出一种改进的OSIC检测方案。在编码系统中,以每个OFDM符号作为检测层,信道列范数作为排序依据,在每层判决中利用卷积纠正噪声等随机错误,利用交织纠正深度衰落等突发错误,减少每层的误差传播,提高检测准确度。仿真结果表明:同传统编码系统检测方法比较,改进方案的误码率性能更优。④针对快时变信道环境中大多普勒导致严重ICI干扰使传统的LTV-PIC-DSC等方案存在不可抑制的误差传播,论文在信道估计和信号检测技术研究的基础上提出一种基于加窗BEM-MMSE-OSIC的迭代接收方案。利用基于加窗L-BEM的LS估计器获得带限特性强的频域信道矩阵,并采用只考虑相邻若干子载波的简化子矩阵进行均衡,初次消除ICI影响,在降低运算复杂度的同时减少性能损失,然后使用改进OSIC算法进行迭代检测,进一步消除ICI和IAI。仿真表明,该方案在多普勒频移较大的情况下能保持良好的误码率性能。