多载波码分多址(MC-CDMA)技术是OFDM和CDMA结合方案中的一种，它吸取了两者的优点，更适合应用于高速率宽频谱环境，被认为是未来4G的核心技术。与OFDM不同，MC-CDMA只能采取相关检测，所以必须对信道畸变作准确估计，才可能采用那些可克服信道影响的技术来恢复原始数据。另外，MC-CDMA系统仍然是干扰受限系统，多址干扰是限制性能提高的主要因素，而多用户检测是有效克服多址干扰的关键技术。因此想要完全实现MC-CDMA技术所带来的性能提高，信道估计和多用户检测的研究是不可或缺的。 本文在分析MC-CDMA信号生成及系统模型的基础上，仿真验证了MC-CDMA抗高斯及抗多径的优良性能。然后针对MC-CDMA系统中的二维离散导频插入的信道估计算法进行了优化，通过采用维纳滤波来平滑导频位置处的信道估计值，从而降低LS估计带来的噪声误差。并提出了一种基于变换域的降噪处理技术，仿真证实本文方法估计误差较传统方法有明显改进。另外，还针对上行链路给出了TDD模式下MC-CDMA系统的信道估计方法。 最后研究了在MC-CDMA中应用多用户检测技术，建立了适合MC-CDMA系统的并行干扰消除(PIC)检测模型，并进一步对其进行改进，提出了两级解相关-并行干扰抵消多用户检测。并分别针对上下行链路进行了理论推导和数值仿真，得出下行链路在考虑接收机复杂度情况下采用MMSE单用户检测，而在上行链路采用本文设计的DEC-PIC多用户检测，从而较好的抗多址干扰来提高系统性能。