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作为通信系统中的重要组成部分,信道估计与均衡技术保证了通信系统的性能,一直是通信系统中的热点研究问题。无线信道固有的多径效应与多普勒频移等传输特性使得通信系统易产生码间干扰,而设计良好的信道估计与均衡技术可有效抵制码间干扰,从而降低通信系统误码率。本文分别针对典型的单载波卫星通信系统与第二代数字地面视频广播（Digital Video Broadcasting-Second Generation Terrestrial,DVB-T2）系统的不同特性,研究两种系统下的信道估计与均衡算法,本文主要工作包括:首先,介绍单载波卫星通信系统与DVB-T2系统的基本原理、帧结构及导频模式,并分析多径衰落与多普勒频移对无线信道传输特性的影响。其次,对低信噪比情况下单载波卫星通信系统中信道估计与频域均衡技术进行研究,分析基于导频的信道估计与频域均衡算法的特点,完成信道估计与频域均衡的FPGA硬件实现。实现的信道估计方案中,采用OFDM系统中已有的自适应门限信道估计方案,并且验证该方案可以克服低信噪比情况下单载波卫星通信系统中信道估计算法受噪声干扰较大的问题。论文分析硬件资源消耗情况并且下载测试误比特率（Bit Error Rate,BER）性能,结果表明:（1）系统考虑的四种工作模式下,自适应门限方案相比固定门限方案在BER=10-6时对应的信噪比最好可以改善0.9 dB;（2）考虑信噪比门限最低的BPSK、码率1/3模式,本文采用自适应门限方案在高斯信道中信噪比SNR=-2.42 dB时以及双径信道中信噪比SNR=-0.27 dB时,误比特率也可降至10-6。最后,对多载波DVB-T2系统信道估计算法进行研究,分析传统的基于导频的信道估计算法,包括最小二乘信道估计算法、导频块平均降噪算法、自适应平均最小二乘算法、二维插值2D算法与级联一维插值2×1D算法等,并基于级联一维插值2×1D算法进行改进,提出一种针对数据处信道估计的时频域加权算法,新算法利用多普勒频移与信道最大多径时延构造代价函数计算权值因子,并利用权值因子对虚拟导频处时频域方向插值得出的信道特性值加权。结果表明:通过充分考虑时变性与频率选择性衰落程度,调整两个方向插值得到的信道特性值的权重,提出的时频域加权算法可明显提高信道估计的精确度,BER=10-4时,较传统2×1D算法的误比特率性能可改善1dB。