目前，通用的移动互联系统在应用中的通信速率与理论研究值依旧存在较大差距，而高速的有线传输通信系统又不能满足人们对于便携性的要求。所以，针对某些特定的应用场所，设计实现满足超高速传输需求的通信系统便有其特殊的现实意义。针对很多要求通信速率高，但通信环境并不复杂的应用场所，本文就如何设计一种能够实现短距离、终端移动速率不高的突发超高速实时传输场景的无线通信系统进行研究。论文在IEEE802.11n标准协议的基础上，深入研究了MIMO-OFDM无线通信系统，针对特定的通信环境制定了同步和信道估计算法，设计了与之对应的数据帧结构，并对接收机中关键的算法进行了FPGA设计与实现。论文的主要成果包括：1.本文以实时无压缩的高清视频传输系统为基础，参照IEEE802.11n标准协议，设计了一个通信速率高达1.5Gbps的无线通信系统基本架构，包括各种调制编码技术以及系统参数的制定等。并在软件仿真的基础上，设计和验证了该通信系统的帧结构。2.在软件仿真中以Matlab仿真平台为基础，分别针对同步技术和信道估计的训练序列结构进行算法仿真和设计。本文结合Tufvesson同步结构和Frank序列的优势对不同同步帧结构进行仿真对比；在信道估计的仿真中，根据本文系统特征，通过组合与改进原来经典训练序列排列结构，提出两种解决方案，并比较了两种算法的优劣。在软件仿真上验证了该设计的合理性。3.在硬件仿真中，以FPGA芯片设计为基础，设计了本系统硬件结构，实现了关键子模块的基带部分。文章分别从芯片选型、芯片接口设计、级联缓存器设计、GTX、FFT复用机制、信道估计、MIMO译码的角度进行设计与实现。在实现过程中充分考虑资源与速率的折中，通过算法简化、多重复用机制、流水线结构和级联型缓存等方式，节省了大量硬件资源，使得庞大的系统能在相对低端的芯片中满足该系统的要求，并对其误码性能、速率、资源等方面进行仿真，验证其硬件实现的可行性和优越性。本文设计的系统由于其通信速率要求相当高，且数据流是实时不间断的，所以在芯片级的硬件实现上，存在相当大的难度。虽然该超高速系统只专门针对某具体应用场所，但是其硬件实现设计过程中采用的复用、流水等并行设计技巧，对于其他高速无线传输系统依旧适用，具有很大的现实参考价值。