正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)作为一种多载波并行传输技术,具有高速的数据传输能力,高效的频谱利用效率以及很强的抗多径干扰能力。随着我国高速铁路建设的快速发展,终端设备的高移动速度使得信道的时变特性更加明显,给无线通信系统带来新的挑战。在OFDM系统中,特别是在快时变信道条件下,实时、准确的信道估计是相干检测、解调、均衡的基础,直接关系到整个系统性能的优劣。本论文主要针对快时变信道条件下,OFDM系统中导频辅助的信道估计技术进行研究。论文首先讨论了快时变无线信道的特性,包括多普勒效应、多径效应,以及相应的快衰落、慢衰落、平坦衰落、频率选择性衰落等。在此基础上,针对OFDM系统中快时变信道特有的时间-频率双选择特性,重点分析了基扩展(BEM)信道模型,对几种基本的BEM模型进行了仿真实现。同时,论文还简要讨论了OFDM系统原理和系统结构。论文接着讨论了OFDM系统中频域导频的插入方式和梳状导频辅助的信道估计方法。在信道估计中,BEM信道模型有助于降低信道估计的复杂度。在复指数基扩展(CE-BEM)信道模型的基础上,论文分析比较了最小平方法(LS)和线性最小均方差(LMMSE)两种信道估计方法。为提高信道估计的精确度,论文提出了两种方法：(1)将椭圆基扩展模型(DPS-BEM)应用于LMMSE信道估计算法；(2)根据不同的多普勒频移,自适应地改变BEM模型阶数,以期在高多普勒频移下获得更小的估计误差。随后,论文针对LMMSE算法复杂度高的特点,从降低估计算法的复杂度着手,重点研究了基于Legendre BEM模型的低复杂度估计算法。新的估计算法中通过接收到的导频信号估计傅里叶系数,再通过傅里叶系数来估计BEM系数,不需要再进行求逆运算,大大降低了复杂度。同时,Legendre BEM模型克服了CE-BEM模型的边界吉布斯效应。论文还分析比较了该算法和LMMSE算法的复杂度,也通过仿真比较了两者的估计性能。最后,论文重点研究了OFDM系统频域梳状导频结构,改进了以往研究中常用的频域梳状导频结构(FDKD)。仿真结果表明改进的导频结构可以辅助降低估计误差。考虑到系统的频谱效率,通过分析子载波间干扰(ICI),论文考虑简化梳状导频中的保护导频间隔,减少一定的导频,同时保证信道估计的性能。