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第四代移动通信系统定位于更高的数据速率和更大的系统容量。由于多入多出(MIMO)和正交频分复用(OFDM)的结合能提高速率和频谱利用率,已成为下一代移动通信系统的关键技术。在实际宽带OFDM系统中,由于虚拟子载波的引入,给信道估计技术提出了新的挑战。本文重点讨论了虚拟子载波存在的宽带OFDM系统中的信道估计技术研究与应用问题。我们提出了一种新型的,能够有效对抗虚拟子载波的信道估计器,并对其进行了理论和仿真研究,最终经过硬件实现后应用在实际无线传输演示系统中。主要工作包括以下三方面：第一,针对实际OFDM系统中由于虚拟子载波的存在而显著降低信道估计精度的问题进行研究。通过理论推导可知：采用传统的基于离散傅立叶(DFT)变换的信道估计算法时会产生能量泄露问题,进而严重影响了信道估计的性能,特别是能量泄露问题在频带边缘子载波位置上尤为明显。针对这些问题,我们提出了一种低复杂度的,能够有效对抗虚拟子载波的改进型信道估计器,并在理论上和仿真中验证其性能。第二,讨论了提出的改进型信道估计器在实际宽带系统中的应用。在不同的虚拟子载波数量以及不同分布情况下,研究信道估计器的性能。结合第三代合作伙伴计划(3GPP)长期演进(LTE)系统以及由研究和开发的吉比特(GBPS)无线传输系统这两个实际应用场景,通过仿真实验验证了信道估计器对于不同虚拟子载波数量和分布的鲁棒性。最后,介绍了提出的信道估计器在GBPS无线传输系统的硬件实现。在简要介绍GBPS系统的关键物理层技术以及硬件架构后,重点讨论了提出的信道估计器的现场可编程逻辑门阵列(FPGA)实现,单板测试以及系统级联调试等问题,做到理论研究结合实际应用开发,同时可以为其他实际宽带系统的信道估计器研究提供一定参考。