进入21世纪，无线通信技术得到了迅速发展。从2G到4G，无线通信系统的数据传输速率显著增加，同时带宽也不断变宽。在任何无线通信系统中，信道估计都是其重要的组成部分，信道估计的精确与否直接决定着整个通信系统的好坏。本文从信道估计方法入手，对超宽带系统、2G和3G典型无线通信系统的信道估计方法进行研究，并在MATLAB平台上进行了仿真验证。　　压缩感知技术是一种新的压缩采样理论，它不同于传统的奈奎斯特定理，能够使用更少的数据恢复信号。将压缩感知用在信道估计方面能够减少导频的使用数量。本文将压缩感知技术应用到超宽带信道估计中，对时域上使用压缩感知进行信道估计的方法进行了研究与分析，之后提出了频域上使用压缩感知理论进行信道估计的方法，并在MATLB的Simulink平台上进行了仿真验证。仿真结果显示频域上使用压缩感知的方法比常用的LS算法具有更好的信道估计精度和误码性能。　　其次，本文对2G的GSM/EDGE系统和3G的CDMA2000/EVDO系统进行了研究。针对基站下行链路信号，分别提出了系统设计方案，满足了对算法性能的要求。首先介绍了GSM和EDGE系统，CDMA2000和EVDO系统的物理层结构，并对它们进行了对比分析。本文对系统需要的同步方法、频偏估计方法的原理分别进行了介绍。2G和3G系统的同步和频偏估计方法类似，但是系统的物理层差异导致了信道估计方法的不同，本文详细地介绍了各个系统的信道估计方法，并对相应算法进行了MATLAB实现。仿真结果显示，设计方案的结果达到了预期的目标。