随着移动通信技术的飞速发展,第五代移动通信系统正朝着网络多元化、综合化和智能化的方向发展,对业务的数据传输速率、传输时延、连接数和可靠性等方面都提出了更高的要求,许多新型多载波技术也相继被提出。其中,广义频分复用GFDM克服了正交频分复用OFDM的局限性而被广泛关注,具有数据块结构灵活、低峰均功率比和高频谱利用率等诸多优点。本文围绕新型多载波技术,重点研究了GFDM的系统结构、同步技术和信道估计技术,并利用软件无线电设备搭建了GFDM通信系统测试验证平台。本文的主要研究内容如下:1、基于新型多载波技术相关理论,对GFDM的数据块结构、调制解调原理和原型滤波器的设计进行研究,仿真分析了GFDM系统的功率谱密度、误码率和调制复杂度等性能。此外,简要介绍了其他新型多载波技术的系统结构与优缺点。2、基于GFDM系统同步的相关理论,分析符号定时偏差和载波同步偏差对GFDM系统误码率的影响。重点对两类GFDM同步方案进行研究,并分别提出改进算法,使得改进算法在保证估计误差准确性的前提下提高同步精度并减小接收机的计算复杂度。最后,利用仿真软件对所提出的两种方案进行仿真验证。3、在GFDM系统信道估计的相关理论与算法的基础上,研究导频插入方式和平坦衰落信道下的Tx-IC算法以及Pilot-IC算法,并提出改进方案。分析了频选衰落信道下基于无干扰导频插入的信道估计算法,大幅度提高了信道估计的准确性能。最后,利用仿真软件对上述算法进行了相应的验证。4、搭建了基于YunSDR Y550的GFDM通信系统测试验证平台。在实际信道条件下,通过实验对所提出的同步算法与信道估计算法进行测试,分析对比定时同步估计值和系统误码率。从实验结果可知,本文所提出的GFDM同步算法在实际信道中仍能保持良好性能效果。