单载波频分多址( Single Carrier Frequency Division Multiple Access, SC-FDMA)与正交频分多址(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, OFDMA)以其高的频谱效率和抵抗频率选择性衰落的能力而成为未来移动通信系统的主要候选技术,并被蜂窝系统长期演进(Long Term Evolution, LTE)系统分别采纳为物理层上下行接入技术。然而,对于LTE下行OFDMA和上行基于连续子载波分配的SC-FDMA系统而言,其发射信号是多个载波的叠加,具有较高的峰值平均功率比,从而对发射机功率放大器的动态范围提出了很高的要求;其次,用于LTE上行的SC-FDMA属于单载波系统,当结合单载波频域均衡(Single Carrier Frequency Domain Equalization, SC-FDE)时,需要在每一帧信号前插入循环前缀冗余,降低了系统的频谱效率;最后,对于多天线(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)信道下的均衡器设计,如何充分利用多天线分集和信道频率分集增益,在传输性能和计算复杂度之间取得较好的折中,也是一个重要的问题。本文针对LTE中的关键传输技术所存在的上述问题展开了如下研究工作:第一章介绍了OFDMA与SC-FDMA技术的基本原理与数学模型,分析了两种技术的优缺点,说明了研究峰均比抑制、简化循环前缀与MIMO信道下均衡技术的重要意义。第二章研究了LTE下行链路中基于峰值抵消的峰均比抑制技术。推导了采用不同数字调制方式时,联合峰值抵消的OFDM系统的传输性能,并对其进行了仿真验证。第三章研究了LTE上行链路中峰均比分布和频谱效率优化。一方面分析了SC-FDMA信号的峰均比特性,为系统的优化设计提供了理论依据;另一方面,提出了一种新型的单载波均衡算法,简化了发射信号的循环前缀,从而提高了LTE上行链路的传输效率。第四章研究了MIMO信道下的LTE上下行频域均衡算法,详细分析和仿真了各类算法的基本原理、数学模型、传输性能和计算复杂度,为LTE接收端的均衡算法选择提供了依据。第五章对全文进行总结,探讨了LTE传输技术未来可能的研究方向。