近几年,高铁的飞速发展满足了人们对日常出行的需求,但是也给频带有限的新一代通信系统LTE(Long Tern Evolution)的设计带来了挑战。主要原因是在列车运行过程中会带来较大的时变多普勒频移、需要不断的切换小区,同时还要满足数据高速传输的通信需求。高速铁路环境下如何进行精确的信道估计是LTE信道估计研究中的一个重要研究方向。信道估计作为链路中十分重要的一环,从LTE系统设计初期就对其进行了充分的考虑。为了简化接收端处理流程,在TD-LTE时隙结构中引入了导频信号,保证了接收端能够进行基于导频的信道估计。在导频信号的基础上,高铁环境中如何进行高性能的信道估计与均衡是TD-LTE上行链路处理中要改进的关键问题之一。本文的研究重点是高铁环境中TD-LTE上行链路中的信道估计算法。其中论文的主要贡献和创新包括:在讨论现有的基于LS(Least Squre最小二乘)准则信道估计、基于虚信道冲激响应(VCFR)拓展的信道估计以及基于基扩展模型(BEM)的信道估计算法等已有的信道估计算法的基础上,创新的提出了一种改进的基于基扩展模型的信道估计算法,仿真并验证了提出的改进算法的性能。设计并实现了信道估计算法在DSP平台上的实现及优化方案。信道均衡作为保证链路完整的补充部分同样完成了在仿真及DSP平台的实现与优化。在本文的提出的改进的基于基扩展模型信道估计算法中,算法的主要思路是将子帧数据分成三部分进行不同的处理,三部分别为:导频符号、导频符号内侧数据符号以及导频符号外侧数据符号。为了有效的抑制由时变多普勒频偏带来的噪声对导频序列信道估计的影响,有效的提高导频序列信道估计的精度,将原有基于基扩展模型算法中导频符号信道估计采用的LS估计算法进行替换,改为基于VCFR拓展的信道估计,为之后进行基扩展以及自回归的处理提供一个精确的基础值。然后利用基扩展模型精确模拟信道的快速变化,得到中间数据符号的冲击响应。最后通过自回归(AR)模型对导频外侧数据符号的估计值进行修正。新算法保留了现有基于基扩展模型算法能对信道变化进行很好拟合的特性,解决了其在快速时变信道中导频序列信道估计不精确的问题,仿真表明本文提出的改进的基于基扩展模型算法与原有算法相比,能够得到更为精确的信道估计结果。结合MSC8157 DSP平台特点,本文首先设计了信道估计实现的多核任务分配方案。在此基础上,充分考虑精度和运算速率的条件下设计出一套可靠的定点化方案。最终通过多种优化手段,充分压缩了信道估计处理时间。硬件平台上实验测试充分的说明了本文提出的改进算法是一种具有工程实践价值的信道估计算法。