在高速移动的无线通信环境下，存在的多径衰落、多普勒频移和CRAHNs网络的多用户间干扰等问题，会对无线通信的性能产生较大影响。相比于单天线的OFDM无线通信系统，多天线技术可以使得波束控制变得十分灵活，这样的波束具有较高的信号增益；与此同时，可以对干扰信号进行很好地抑制，这些特性使得多天线技术具有较高的空间分辨能力。拥有以上的优点，多天线技术可以使得通信系统具有更高的通信容量，最大限度地利用频谱资源，有效地克服时延扩展、多径衰落等影响。结合OFDM无线通信系统，本文的研究内容是应用多天线接收技术去对抗多径衰落、多普勒频移以及消除多用户间干扰。首先，本文深入研究了阵列天线技术的空间谱估计理论，包括信号DOA估计技术和波束形成技术；具体介绍了波束形成技术的相关准则，随后对各个准则的性能进行了分析比较；重点研究了信号DOA估计的相关算法，并详细阐述了这些算法实现的步骤，DOA估计的算法包括：MUSIC算法和基于最小二乘的LS-ESPRIT算法；最后，对波束形成算法进行仿真验证，并专门针对相干信号对DOA估计算法进行仿真对比。其次，针对OFDM无线通信系统存在多径衰落的情况，本文提出了基于联合DOA估计和波束形成的多径信号接收方法。该接收方法是在OFDM接收机中联合应用DOA估计、波束形成技术去分离开多个路径信号，从中提取出最强路径信号。在MATLAB仿真平台上对该接收方法进行了仿真验证，得出的仿真结果表明了该接收方法可以从根本上消除多径效应的影响，使得接收端获得更高的增益。在OFDM系统中，此接收方法具有很好的接收性能。最后，研究了利用阵列天线技术估计系统参数的算法，系统参数包括：信号到达角、多普勒频移和路径时延。本文研究的算法包括：联合角度-频率估计算法和联合角度-时延估计算法。在MATLAB仿真平台上，对联合参数估计算法进行仿真验证；通过仿真结果，分析了联合参数估计算法的性能。