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第五代移动通信系统(5G)是为满足2020年以后人类社会对移动通信的需求而产生和发展的新一代移动通信系统。它将具有超高的频谱资源利用率和能量效率,在资源利用率和数据传输速率等方面要比4G提高一个数量级甚至更高。其中多载波传输技术是5G中的标志性关键技术之一。OFDM技术由于其具有相对较高的频谱资源利用率、能够有效地对抗多径衰落以及较低的实现复杂度等优势,在各类无线移动通信系统中得到了广泛应用。但由于其对载波频偏比较敏感、峰均功率比较高、带外辐射较大等缺点,OFDM在5G的一些应用场景中并不适用,因此,需要研究适合在5G应用场景中使用的新一代多载波传输技术。本文围绕无线多载波传输技术展开研究,重点研究适用于5G中的非正交多载波传输技术,主要完成以下工作:(1)详细分析4G中的主流技术OFDM。不仅从理论上进行推导验证,还通过具体的Matlab仿真说明其在各方面的性能,总结其缺点,说明其应用在5G中的不利因素。(2)针对OFDM不适合应用在5G中的主要原因,引出三种非正交的多载波传输技术,即滤波器组多载波(FBMC)、广义频分复用(GFDM)和通用滤波多载波(UFMC)。详细地叙述并分析各系统的原理及设计准则,并通过数学上的推导,从理论上分析三种多载波技术的性能,从而明确其适合应用在5G场景中的原因。(3)通过Matlab仿真来验证各非正交多载波技术与OFDM相比所具有的优势。(4)针对GFDM系统实现复杂度较高的问题,分析其原因,得出矩阵转置和大量的复乘操作会造成系统复杂度较高,进而提出一种改进的系统发射机设计方法。根据稀疏矩阵计算量小的优点以及时域循环卷积与频域相乘的等效关系,并结合具体滤波器系数通常为实数的理论,通过数学上的详细推导,阐述改进的发射机的设计原理,描述系统等效的实现过程,计算表明,其计算复杂度比原系统更低。