正交频分复用(Orthogonal frequency division modulation,OFDM)技术能够将具有频率选择性衰落特性的无线信道转化为多个近似平坦衰落的子信道,从而提高了频谱利用率,增强了抗多径衰落能力,OFDM已成为下一代通信系统的主流技术之一。在OFDM传输时,由于无线信道的不理想特性,可能导致在传输过程中某些子载波成片严重衰落,若在发送端不做任何预处理,则可能导致接收端相应的子载波携带的数据几乎全部丢失,很难恢复。线性预编码技术能够很好地克服OFDM系统中由于子载波成片衰落引起的数据丢失问题,在OFDM中,由于预编码模块在IFFT之前,因此也称之为子信道联合预编码技术。首先,本文针对OFDM系统中独立信道信息的预编码技术进行了研究,从最大似然检测算法角度出发,推导了精确的成对差错概率(PEP)公式,并结合调制星座图的统计特性提出了一种独立信道信息的预编码方案。仿真结果表明,针对具体的调制方式,本文提出的预编码方案性能优于目前已有的独立信道信息预编码。其次,本文也针对基于预编码的OFDM系统的信号检测模型做了研究,证明了当接收端采用迫零均衡(ZF)算法时,采用独立信道信息预编码设计无法为OFDM系统带来性能提升,但采用非线性检测算法能带来性能上的大幅提升。在此基础上,通过进一步分析证明,基于独立信道预编码的OFDM系统的信号检测等价于多输入多输出(MIMO)系统的信号检测。当发送符号等概分布时,MIMO信号检测的最优算法是最大似然检测(ML)算法,但ML检测复杂度随MIMO的发射天线数和星座点集合大小呈指数增长,因此实际中往往采用次优的低复杂度算法来实现,如球状译码(SD)算法,基于QR分解和分支搜索的最大似然译码(QRM-MLD)算法,相干抵消(SIC)算法等。本文首先对调制信号星座图进行数学建模,在此基础上构建罚函数,然后引入罚函数以较低复杂度来实现ML检测算法。此外,本文还对QRM-MLD算法做了研究,通过引入噪声统计特性作为约束条件,仿真表明,在不影响检测性能的条件下,改进的QRM-MLD算法其复杂度能够得到进一步有效降低。