当电波通过对流层时,对流层大气中的不均匀媒介对其产生散射作用,对流层散射通信利用这种作用进行数据传输,从而实现超视距通信。对流层散射通信的远程越障通信能力强,并且机动性、抗干扰能力和保密性能良好,广泛应用于军事通信和应急通信。然而,散射信道传输损耗大、时变多径衰落严重,导致目前对流层散射通信的数据传输速率较低。鉴于此,本文将多输入多输出-正交频分复用（Multiple Input and Multiple Output-Orthogonal Frequency Division Multiplexing,MIMO-OFDM）技术应用于对流层散射通信系统中,重点研究对流层散射通信环境下的信道估计与均衡技术。论文的主要工作有:针对MIMO-OFDM散射通信系统中基于离散傅里叶变换（Discrete Fourier Transform,DFT）的传统信道估计算法性能不佳的问题,提出一种改进的DFT信道估计算法。该算法首先用最小二乘（Least Square,LS）估计算法得到导频位置的信道响应,接着用前后两个导频位置信道响应的时域平均作为中间数据位置的信道响应,然后进行基于频域加窗及阈值处理的DFT插值,从而得到全部数据位置的信道响应。与基于DFT的传统信道估计算法相比,所提算法减少了时频域转换过程中频谱泄露的影响,并且去除信道噪声的能力更强。仿真结果表明,与传统的信道估计算法相比,本文提出的算法在散射信道下有更低的均方误差和误码率。针对MIMO-OFDM散射通信系统采用基于最小均方误差（Minimum Mean Square Error,MMSE）的传统均衡算法时存在残余符号间干扰和天线间干扰的问题,提出一种改进的MMSE均衡算法。该算法首先通过残余符号间干扰消除（Residual Inter-Symbol Interference Cancellation,RISIC）技术去除 MMSE 均衡后仍存在的符号间干扰,然后通过基于列范数的排序串行干扰消除（Ordered Successive Interference Cancellation,OSIC）技术去除不同天线间的干扰,从而恢复发送信号。仿真结果表明,与传统的均衡算法相比,本文提出的算法在散射信道下有更低的误码率。