下一代无线移动通信系统要求能够提供高速宽带的多媒体业务。近年来,正交频分复用(OFDM)技术受到越来越广泛的关注,其具有高频谱利用率,支持高速传输和良好的抗多径衰落能力等优点。然而,OFDM技术却存在一个固有缺点,即存在较高的峰值平均功率比(PAPR)。这个缺点会导致发送端对高功率放大器的线性度要求很高且发送效率极低,接收端对前端放大器的线性度要求也很高而且还会增加A/D和D/A转换器的复杂度。因此高的PAPR限制了OFDM的实际应用。单载波频域均衡(SC-FDE)技术,不仅可以有效的对抗信道的频率选择性衰落,实现高速、大容量的通信传输,而且能够避免正交频分复用技术峰值平均功率比的不足,是宽带无线接入系统物理层的重要组成技术。如与OFDM技术结合优势互补,必将因起更广泛的关注。离散傅立叶变换扩展正交频分复用(DFT-SOFDM)就是这样的一种技术。DFT-SOFDM技术汲取上述两种技术的优点所形成的。它采用带循环前缀的SC-FDMA,使用DFT获得频域信号,然后插入零符号进行扩频,扩频信号再通过IFFT转换为时域信号。这样做的目的是,上行用户间能在频域相互正交,以及在接收机一侧得到有效的频域均衡。并且在此技术提出后较短时间内就成为了3GPP LTE中上行链路的一种重要的传输方案。本文在研究DFT-SOFDM技术原理的基础上对载波频偏、信道估计以及与MIMO结合问题进行研究。本文针对DFT-SOFDM上行链路系统给出了一种载波频偏的估计方法。该方法采用导频辅助和无反馈方案,适用于任意子载波分配方案,实现简单,复杂度低。在干扰消除方面,本文引入干扰矩阵的概念,来实现频偏补偿和用户信息的提取。通过设置干扰矩阵的带宽可以在允许的系统性能下降低算法的计算量。同时给出了计算机仿真结果表明。本文对DFT-SOFDM上行链路系统信道估计进行了研究,给出了一种复杂度低且性能良好的时频二维信道估计方法,并通过仿真给出了此信道估计方法下的误码率性能与理想信道估计的误码率比较。在COST207信道模型下的仿真结果与理想信道估计时的误码率相差约2~3个dB,而算法复杂度为估计符号长度的线性关系,较极大似然估计的幂次关系有极大的降低。本文对DFT-SOFDM技术与MIMO技术的结合问题进行了研究。对两发两收和两发四收天线配置给出了传输模型的数学表示及接收机信号检测算法,通过文中分析可知此检测算法对2M×N天线配置的空时分组编码DFT-SOFDM均能适用。进而研究了信道相关性对MIMO系统性能的影响,给出了在同一信噪比情况下不同相关系数时的误码率性能图,从中可知较大(>0.7)的信道相关系数对系统的性能影响非常重要。文中所提载波频偏估计算法同样适用于以OFDM技术为基础的系统中;信道估计算法简单实用,具有广阔的应用前景;MIMO信道相关性的研究对于天线的放置有一定的指导意义。本文中的仿真结果均为在计算机软件Matlab平台下完成。