工作在毫米波频段的正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）系统能够实现Gbps级的通信速率,并有效克服无线信道中的频率选择性衰落,因此被广泛应用在无线通信标准中,例如无线个域网标准IEEE 802.15.3c、无线局域网标准IEEE 802.11ad、5G。毫米波系统需要模数转换器（Analog-to-Digital Converters,ADC）以极高的采样率对接收信号进行量化,故使用低精度ADC能有效降低接收机的功耗和硬件成本。然而,低精度ADC的使用会导致接收信号产生严重的非线性失真,给接收机设计带来巨大挑战。本文针对使用低精度ADC的OFDM系统,设计出一种过采样接收机架构。该接收机采用常用的两段式传输方案:第一阶段,全部子载波都用来传输信道估计所需的导频,接收机借助导频完成信道估计;第二阶段,子载波全部传输数据符号,接收机使用第一阶段估计的信道来完成信号检测。本文使用统计方法表征低精度ADC的非线性量化模型,然后利用变分贝叶斯推断,求解基于低精度ADC的信号模型,得到信道估计和信号检测算法。过采样接收机具有多径分集效应,本文提出的接收技术,有效处理了过采样带来的色噪声,获得分集增益,具有优秀的性能。此外,由于实际环境中,毫米波传播的散射和反射是有限的,信道中只有少量的多径,因此信道在时域是稀疏的。本文提出的信道估计技术,利用参数化高斯分布有效刻画了信道的稀疏图样,并通过变分贝叶斯推断,准确估计出该稀疏分布,显著提高了信道估计的性能。随着高铁的普及,高速移动环境中的无线通信技术已成为研究热点。本文针对高速移动场景中的时变信道,提出了基于低精度ADC的OFDM接收机设计方案。该接收机使用基扩展模型近似时变信道,基于变分贝叶斯推断,设计了信道估计与信号检测的联合算法。该算法通过插入适量导频,在一个OFDM符号内同时完成信道估计与信号检测。接收机可以通过调整基扩展模型来应对不同程度的多普勒扩展,具有一定的灵活性。此外,信道在时域的稀疏性让基扩展模型的系数也是稀疏的,而且是联合稀疏的,因此该算法能有效利用该特性降低导频开销。最后,本文进行了大量仿真以验证所提出的接收机的有效性。仿真结果显示,本文提出的接收机具有良好的性能,明显优于其他方案。