MIMO与OFDM技术的结合已经成为下一代通信系统(B3G)的研究热点之一。B3G系统高容量、高质量和高移动性的要求对信道估计技术提出了非常严格的要求。建立在子载波间严格正交基础上的OFDM系统会产生载波频率偏移的情况,从而导致子载波干扰(ICI),对于MIMO-OFDM系统还必须寻找一种对频率偏移有精确估计的方法。因此,MIMO-OFDM系统中的信道估计技术和载波频率偏移估计技术研究有重要的理论意义和实际应用价值。论文首先分析了基于导频的OFDM系统的信道估计技术及其国内外研究现状与成果,总结了这些方法的优势与不足。在此基础上,进一步研究MIMO-OFDM系统下的自适应信道估计技术,考虑到无线移动信道具有信道模型未知的特点,传统的卡尔曼滤波的信道估计方法不再适用,因此本文提出了一种MIMO-OFDM系统中基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的信道估计方法。又鉴于无线信道会出现非线性的特点,本文进一步采用一种非线性信号处理方法,将基于无迹卡尔曼滤波(UKF)的信号处理方法应用到估计领域,从而产生一种基于UKF的信道估计方法。计算机仿真结果表明,本文提出的基于UKF信道估计方法的BER和MSE性能好于基于LMS的信道估计方法。高速数据通信中的信道通常为稀疏信道,采用路径捕获技术能够有效抑制加性高斯白噪声,从而大大提高信道估计精度,因此,基于路径捕获技术的信道估计方法在实际应用中倍受重视。论文分析了一种自适应路径捕获算法,并将其与基于UKF的信道估计技术结合。仿真结果表明,采用自适应路径捕获算法的UKF信道估计方法优于确定路径数的UKF信道估计方法的性能,同时改善了算法复杂度。论文对OFDM系统中存在的载波频率偏移问题进行研究,提出了一种基于UKF的载波频率偏移估计方法。仿真结果表明该算法对频率偏移有精确的估计,且带宽效率高于自消除(SC)方法以及最大似然估计(MLE)方法。并针对同时存在载波频率偏移和多径效应的MIMO-OFDM系统,采用基于UKF的信道与载波频率偏移联合估计方法。仿真结果表明,基于UKF的信道与载波频偏联合估计方法,能够很好地同时估计信道和载波频率偏移,大大提高MIMO-OFDM系统的抗多径干扰的能力,降低移动通信系统对频率偏移的敏感性。MIMO-OFDM系统中的信道估计和载波频率偏移估计是移动通信系统中的关键技术,本文在研究过程中,在降低信道估计的算法复杂度,提高信道估计的系统性能以及提高载波频率估计的带宽利用率等方面取得了一定的研究成果。但是信道估计是一个系统问题,尤其是与其它一些技术,如链路自适应技术、MAC层的HARQ等的结合还是一个难题,有待今后进一步深入研究。