随着以WCDMA，CDMA2000和TD-SCDMA为代表的3G移动通信全面进入商用部署的完成，多媒体服务与应用将会得到广泛推广，而3G在速率、服务质量、无缝传输等方面的局限性也将日益显露出来，势必需要带宽更宽、速率更高、容量更大的4G无线通信系统，以在移动环境中支持高清晰度视频和图像以及其它宽带多媒体业务与应用。因此各国对4G移动通信系统的研究正如火如荼：在中国，第四代移动通信FuTURE计划已完成验收；东南大学移动通信国家重点实验室在自然科学基金重大项目和前期863重大项目的基础上，利用多尺度信号扩展无线传输理论，设计了工作在3.5GHZ频段，传输带宽不大于100MHz，传输距离不小于50米，传输速率大于1Gbps的高速无线通信系统。本论文研究工作依托于国家863计划Gbps无线传输关键技术与试验系统研究开发项目，主要研究该通信系统中的频偏跟踪算法及其硬件实现，以减少频偏导致的相位旋转对Gbps系统性能的影响，从而提高Gbps系统的可靠性。 本文首先介绍了Gbps无线通信系统的物理参数，并结合实际系统介绍了无线信道及其仿真方法。随后深入分析OFDM系统中同步偏差，采样时钟偏差以及载波频率偏差对接收信号的影响，并推导出适用于任意频偏大小的ICI能量计算公式；在分析的过程中本文就连续和离散模型分别进行分析并加以比较，这与其它文献不同：事实上，基于该两种模型下的分析结果是有一定差别的，例如在离散模型下时，采样时钟偏差将会导致ICI和相位旋转，而在连续模型下则仪会导致相位旋转。根据分析结果，载波频率偏差不仅导致的ICI对系统有严重的影响，而且其导致的相位旋转因跟OFDM符号标号成正比，随着时间的积累，即使很小的频偏也将对系统性能产生严重影响。因此不仅需要用同步符号进行频偏估计，还需要在数据OFDM符号中插入导频(Pilot)子载波对频偏进行跟踪并加以校正，这是本文研究的重点之一。 最后本文介绍了相干和差分两种频偏跟踪算法：通过分析和仿真其性能，最终选择相干跟踪作为Gbps系统的频偏跟踪算法；并结合Gbps系统的高速性，设计出适用于目前最先进的XilinxVirtex-5 FPGA的高速硬件结构，并将其实现，这是本文研究的另一重点。此外本文还对OFDM系统中CP的作用以及OFDM发送信号的频谱进行了深入探讨，并介绍了两种加快带外衰减的方法。