随着移动新业务的不断出现,用户对移动通信系统的传输速率要求越来越高,为了提高3G技术在新兴宽带无线接入市场的有效竞争力,3GPP标准化组织于2004年11月正式启动了通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunication System, UMTS)的长期演进(Long Term Evolution, LTE)项目。LTE物理层采用了带有循环前缀(Cyclic Prefix, CP)的正交频分多址(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, OFDMA)作为下行多址技术,并引入了多输入多输出(Multiple Input Multiple Output, MIMO)技术和速率自适应技术来提高系统的性能。由于LTE已经具备4G通信技术的很多特征,可以被看做是“准4G”技术。本论文源于电子科技大学与中国电子科技集团公司第54研究所的合作项目,项目的主要目的是对新一代移动通信基带系统及关键技术研究与实现,本文的主要工作是根据3GPP LTE物理层标准设计并搭建下行链路基带系统仿真平台,并通过该仿真平台对系统的整体性能和关键技术进行仿真分析。论文的主要工作体现在如下三个方面:首先,本文基于3GPP LTE物理层标准进行下行链路基带系统的设计,针对标准中只有发射机的处理算法,并未提及接收机的信号处理方案的问题,本文首先对LTE下行链路基带系统中采用的几种关键技术:正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)技术、Turbo码和MIMO技术进行了深入研究,然后在此基础上对系统参数进行了设计,并给出发射机和接收机的设计方案,这是本文的主要研究工作。其次,在上述系统设计方案中,本文的另一个重点研究工作是基于上述发射机和接收机的设计方案,对LTE下行链路基带系统中的信道估计技术进行详细分析和研究,在对LS和MMSE经典信道估计算法研究的基础上,提出了一种改进的时频二维联合维纳迭代滤波信道估计算法,该算法能够有效地改善系统的误码率性能。最后,基于上述的系统设计方案搭建下行链路基带系统仿真平台,通过该仿真平台,对系统的整体性能及部分关键技术进行了仿真分析,验证了系统设计的正确性。然后基于该仿真平台在不同的环境中对本文所提出的信道估计算法进行性能仿真,仿真结果表明,改进的信道估计算法能够有效地改善系统的误码率性能。