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正交频分复用(OFDM)以及它和多输入多输出(MIMO)结合的MIMO-OFDM技术是目前宽带无线通信非常具有潜力的传输技术之一,可以满足第四代无线移动通信对高数据速率、大系统容量的要求。OFDM技术是在频域内把频率选择性多径衰落信道转换为平坦信道,减小了多径衰落的影响,能够使接收机中的基带处理单元大大简化,从而可以提高数据传输速率。MIMO可以线性地提高系统的信道容量,也就是可以通过增加天线数目来获得足够高的信道容量,这就突破了单输入单输出信道的香农容量极限。另外,准确的信道估计是提高MIMO-OFDM系统性能的关键,所以对信道估计技术的研究显得尤为重要。本论文研究了无线移动通信系统中的信道建模和信道估计问题。通过深入研究信道估计技术,进一步提高MIMO-OFDM无线通信系统的性能。本论文所做的主要工作如下:1)首先分析了无线移动信道衰落特性,建立了衰落信道模型,阐述了OFDM、MIMO及MIMO-OFDM的基本原理。2)对不同收发天线下的MIMO-OFDM系统容量和信噪比进行了推导,对此用仿真实验进行了验证;研究了空时分组编码(STBC)和空时网格编码(STTC),并对STBC编码进行仿真并分析其优缺点。3)围绕信道估计这一关键技术,深入研究了MIMO-OFDM中基于训练序列LS信道估计方法和OFDM中基于DFT的信道估计方法,给出了相应的信道估计算法以及仿真结果。4)基于以上的基础,针对MIMO-OFDM系统提出了一种导频辅助信道估计和导频设计方法。导频序列用格雷补码序列的DFT设计,利用格雷码完美的自相关性并结合基于导频的多个OFDM结构的正交空时分组码(OSTBC),达到了在接收端很好地分离混合信道的目的;利用实际信道和估计信道的归一化最小均方误差(NMSE)评价了估计性能,结合MATLAB仿真对这些算法的有效性和可行性进行了分析和比较。