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随着无线通信应用高度商业化,很多应用场景需要设计低成本低功耗的无线通信系统。然而,低成本系统面临各种挑战:限于成本,复杂的电路结构和昂贵的器件不再适用;同时,大规模生产的终端设备也不能对单台设备进行针对性的电路优化。这些因素导致低成本收发机存在严重射频非理想特性,造成系统性能严重下降。为缓解射频非理想特性造成的性能损失,发射端或接收端通常需要采用数字基带补偿或矫正算法。本文针对一些常见射频非理想特性展开研究,分析了射频非理想特性对系统性能的影响,并针对不同系统特点设计了矫正或补偿算法。本文具体的研究工作和创新点如下:首先,针对单载波系统接收机的同相与正交分量不平衡(In-phaseQuadrature Imbalance,IQ不平衡),本文提出了基于格雷序列的IQ不平衡时域补偿算法。接收机采用格雷序列对频选IQ不平衡进行估计,利用序列自相关特性,极大地简化了估计过程。由于格雷序列在一些标准中被用于前导码或独特字(例如60GHz通信标准IEEE 802.15.3c和IEEE 802.11ad),该算法应用于采用上述标准的系统不需要改变帧结构,有效降低系统开销。仿真结果表明,该补偿算法在视距信道与非视距信道中都能消除IQ不平衡影响。第二,针对发射机频选IQ不平衡、载波泄漏以及带内失真,本文提出了自适应IQ不平衡矫正和跟踪算法。每个支路逆响应直接通过自适应算法估计,避免了先估计IQ支路响应再求逆滤波器的额外运算。同时,本文还提出一种迭代算法用于跟踪温度改变造成的IQ不平衡参数变化。经过复杂度分析,该算法矫正效率较高。仿真结果对上述算法针对各类射频非理想特性矫正的有效性进行了验证。第三,本文定量分析了正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)差分空时编码(Differential Space-time Coding,DSTC)系统中,发射机和接收机IQ不平衡的性能影响,并提出了一种在接收端联合补偿发射机和接收机IQ不平衡的算法。利用判决导向的广义线性自适应算法,有效地缓解了IQ不平衡对系统性能的影响。另外,本文还提出了一种基于IQ不平衡参数估计的通用补偿算法。与广义线性补偿算法相比,该算法加快了收敛速度,提升了在快变信道中的补偿性能,并能分离收发端的IQ不平衡参数。上述两种算法都利用差分编码规则进行自适应估计与补偿,不需要额外的训练序列或已知导频信号,节约了系统的开销,补偿性能经过了仿真验证。最后,本文定量分析了DSTC-OFDM系统中维纳相位噪声对系统性能的影响。在不使用额外训练序列或者已知导频信号的条件下,本文提出了一种判决导向算法估计并抑制相位噪声的公共相位误差。为增强对较高水平相位噪声的抑制能力,本文还提出了一种基于分组的判决导向估计算法。该算法利用分组规则将一个OFDM符号内的子载波分为两组,每组分别进行判决导向估计,再将估计结果进行组合和选择,有效地规避了判决错误,保证估计准确性。本文对上述两种算法进行了仿真验证,结果表明判决导向估计能够补偿较低水平的相位噪声;在严重相噪下,分组判决导向估计补偿性能较好。