在移动通信系统中,MIMO系统利用多个天线来发送和接收信号,能够增加信道容量,并且在使用相同的总功率和带宽的条件下,比SISO系统有着更高的频谱利用率。理想条件下,MIMO系统容量随天线数目线性增加。同时,多载波通信方案的出现,使得每个子载波上的数据传输速率相对较低,从而减小了码间串扰。多载波方案的使用,使得系统对信道的时延弥散性不敏感,即使不使用均衡器也能获得良好的性能。目前,这两种技术已经成为第三代以及未来移动通信系统实现高速率、高传输质量、高系统容量的关键技术之一。而基于此系统寻找高性能的信道估计方法一直是通信领域里的重要研究方向。本文基于两种系统进行了讨论。首先是在MIMO-OFDM系统中进行信道估计的算法仿真。信道估计器通常分为两类:判决反馈估计器和导频符号辅助估计器。从接收机复杂度和性能要求出发,导频辅助估计器为较常用的方法。根据某种误差最小的准则一般可分为最小二乘估计(LS)和最小均方误差估计(MMSE)。在实际应用中,如何设计一种既有较低的复杂度又有很强的信道跟踪能力的信道估计器是一个比较困难的问题。在本文第四章,从导频序列的设计开始,研究了时变频率选择性衰落信道下MIMO-OFDM系统的传统信道估计技术,并将性能仿真结果进行比较和分析。然后是在广义多载波时分双工混合多址蜂窝移动通信系统中进行单载波分块传输系统的信道估计的实现。利用带循环前缀的导频序列作为时隙间的保护间隔,构造了一种新的双循环正交的时隙结构。基于这种双循环分块传输方案,采用了最小二乘估计准则下的信道估计算法,并利用简单的插值方法来获得信道估计值。结合系统的结构特点,考虑到硬件实现的复杂度等问题,采用流水线处理技术,给出了最小二乘准则下基于循环正交导频序列信道估计算法的FPGA硬件实现结构,并用很少的硬件资源实现了该算法。