正交频分复用(OFDM)技术可以有效对抗多径衰落，并具有较高的频谱利用率，因而获得了广泛的应用；MIMO(MIMO)单载波系统峰值平均功率比较小，对功放线性度要求较低，适合应用于上行链路。在这些系统中实现数据的高速率和高质量传输对信道估计与均衡技术提出了更高的要求。因此本论文重点研究了MIMO和OFDM系统中的信道估计及均衡技术。 第三章研究了MIMO OFDM系统中信道最大时延扩展大于循环前缀长度时的均衡算法。基于分块传输的原理，从理论角度推导了循环前缀不足对系统性能的影响，提出了基于MMSE准则的Turbo子载波均衡器。在该算法中软输入软输出的子载波均衡器与软输入软输出解码器通过软信息交换进行联合迭代运算。仿真结果表明，与传统的子载波均衡器相比，该算法能够充分利用时间和空间分集，有效的抑制由于循环前缀不足造成的符号问干扰、载波间干扰和天线问干扰，使系统性能得到较大的改善。 第四章研究了空间相关快速衰落信道下MIMO OFDM系统的信道估计算法，提出了一种基于空时频三维相关的信道估计器。利用信道的相关信息可以分离的特点，使用两个级联的一维时域信道估计器和空频域估计器来代替三维估计器，降低了计算复杂度。仿真结果表明，该估计算法优于传统的基于空频相关信息或基于时频相关信息的信道估计算法，估计性能的改善程度与天线个数以及空间衰落相关程度有关，且增益随着天线间距离的减小以及方向角扩展的减少而增加。 第五章研究了OFDM系统中相位噪声的影响与抑制。首先，提出了一种基于分段均衡的相位噪声抑制算法，可以有效降低载波问的干扰，提高系统性能，且算法简单，易实现。然后针对MIMO OFDM系统，基于维纳相噪模型，从理论上推导了系统存在任意大小相位噪声时信干比的表达式，分别从系统带宽、子载波个数和表征相位噪声的3dB线宽等参数进行了讨论，为实际系统参数的设计提供参考。 第六章研究了MIMO单载波系统在频率选择性衰落信道下的均衡算法，提出了CRC辅助的迭代均衡算法。在迭代过程中利用CRC校验，指示出已经得到正确译码的数据块，并停止相应数据块的复杂运算，从而降低系统的运算量。当采用LDPC作为系统的纠错码时，可以利用其自身的检错能力来替代CRC，避免额外的开销。仿真结果表明，该算法可以获得与传统Turbo均衡算法相近的性能，且复杂度有较大的降低。