近年来,移动通信技术在全球范围内得到了迅猛的发展.市场需求的不断扩大刺激着移动通信技术在数据速率和系统容量上的要求不断提升.但是,3G移动通信技术提供的最高2Mbps的数据业务能力已经不能满足未来移动通信高速数据业务以及多媒体业务的需求.在有限的频谱资源上提供高速、高质量的数据传输业务将成为未来移动通信系统中无线传输技术必须解决的问题. 针对新的业务要求,近年来,宽带无线移动通信系统对传输技术的需求和应用迅速增长.能够支持更高数据传输速率的新一代移动通信系统(Beyond 3G/4G)已经成为研究的热点.而被广泛用于无线局域网络(Wireless Local Area Network,WLAN)和高清晰度电视(High Definition TV,HDTV)地面传输等标准的正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)和近年来崭露头角的多入多出技术 (Multiple Input Multipie Output),被认为是B3G/4G通信系统的有效、可行的实现方案. 本文以B3G/4G通信系统研究为背景,深入研究了基于MIMO-OFDM技术的无线移动通信系统中与迭代接收和自适应技术相关的若干关键问题.主要内容包括:研究了双二元Turbo码译码器的终止迭代准则及自适应译码算法;研究了 Turbo 乘积码的随机交织编译码方案;研究了一类基于整环上置换多项式的交织器;研究了基于3GPP编码方案的交织器存储方法;针对GSTBCMIMO-OFDM这种多天线多载波系统架构,研究了结合信道估计、MIMO解调与信道译码单元的迭代接收机设计方法. 研究MIMO-OFDM系统中基于奇异值分解的自适应技术. 首先,对MIMO信道作了深入研究,分析了它的容量特性、空时编码方法以及空时信号检测算法,并对信道编码中的 Turbo 码编译码方法进行分析,为后续提出的纠错码编译码方法以及迭代接收机设计的研究奠定了基础. 论文的重点之一是对多种纠错编码的研究和分析.双二元Turbo码和Turbo乘积码都是在一些无线通信标准中得到广泛应用的纠错码.在Turbo码译码算法的基础上,论文推导了双二元Turbo码的译码算法,分析了软输入软输出译码器的软信息统计值,通过仿真得到了终止迭代度量的门限值.并提出了一种根据软信息值变化在Log-MAP和Max-Log-Map算法之间进行切换的自适应译码算法.该算法可以有效减少译码迭代次数,从而减小译码延迟并降低硬件复杂度.另一方面,通过分析Turbo乘积码的译码错误原因,文中还给出了一种简化的基于随机交织的Turbo乘积码编码方法.该编码方法有利于增大乘积码的最小码重和减少最小码重的码字个数,因此可以有效地降低Turbo乘积码的误码率,简化编码时的交织模式. 研究表明,交织器是Turbo码等纠错码中非常重要的组成部分.论文介绍了交织器的基本原理,并给出了一些比较重要的交织器类型和设计准则.同时,研究了一类基于整环上置换多项式的交织器,介绍了相关的数学理论和设计准则.特别地,针对三次多项式,得到了置换多项式的判别方法和较好的交织图样,并证明这类交织器都是最大无冲突的,为进一步的理论研究和硬件实现打下了坚实的基础.为了在现有标准体系下实现高速Turbo译码,论文提出了一种用于并行Turbo译码的交织器存储方案,可以有效地防止存储访问冲突,从而可提高译码速率,并可以灵活地实现多种3GPP交织码长的片上配置. 论文的另一研究重点是针对一种特定的空时OFDM系统架构(GSTBCMIMO-OFDM),提出了一种迭代接收机的设计方案.借鉴Turbo原理的思路,此设计方案结合了信道估计、MIMO解调与信道译码单元间的软信息交换,通过在三者之间交互外信息使信号检测更加精确.而且针对系统特点,采用EM算法等方法以减少矩阵求逆操作的复杂度,有利于提高系统的可实现性.论文对影响迭代接收机性能的各个参数,如信道归一化多普勒频移、导频间隔、迭代次数等进行了仿真,给出该迭代接收机的适用场合以及合适的接收机设置参数. 在MIMO-OFDM系统中,自适应传输技术也是亟待解决的关键技术之一.论文研究了基于奇异值分解的MIMO-OFDM系统的比特加载和功率分配问题;介绍了基于SVD的MIMO-OFDM系统上的空频注水算法;研究了引入"平坦频率限制"假设的简化算法,研究了基于"平坦频率限制"假设的简化算法,并从理论上证明"平坦频率限制"假设的合理性:利用信道矩阵奇异值排序统计特性,提出基于SVD的MIMO-OFDM系统的改进比特分配方案与相应算法.相比基于平坦频率限制假设的算法,虽然该算法的运算复杂度有所增加,但可以明显减少功率损失,并且逼近最优注水方法的性能.同时还可以通过选择奇异值分类数量,使之在运算量和性能之间进行折衷,具有一定的灵活性. 最后,论文进一步小结了所完成的研究工作和取得的一些成绩.并指出了MIMO-OFDM系统中其他一些关键技术进一步研究的方向.