随着人们生活水平的提高,对移动通信系统中数据传输速度的要求越来越高。为了满足日益增长的需求,传统的基于单载波的通信系统已无法避免设计复杂的均衡器的问题,因此多载波技术被广泛应用于目前的高速宽带移动通信系统中。经过几十年的发展,针对多载波系统的研究已经取得了丰富的成果。本文主要针对现有的频偏和信道估计算法的不足进行了分析与改进,并提出了新的算法。近年来,OFDMA作为一种多用户传输技术已经被IEEE 802.16、3GPP LTE等标准采纳。但由于载波频偏(CFO)会破坏子载波的正交性,因此对于OFDMA系统来说,在进行信号检测前对CFO进行估计和补偿是非常重要的。因此,本文在现有的基于DBCS的多用户盲频偏估计算法的基础上,引入了分层的思想,提出了分层DBCS频偏估计算法来降低算法的计算复杂度。为了评估提出的算法性能,本文还对CRB进行了推导。另外,通过分析算法的计算复杂度,给出了最优层数的确定方案,并且为了满足实用化要求,还推导了最优层数的二阶和三阶近似值。GFDM作为5G的多载波候选技术之一,具有灵活的成型滤波器和子载波配置、较好的频谱特性、较少的CP消耗和简单的均衡器等特点。然而由于GFDM符号中存在着由滤波带来的自干扰,使得基于导频的信道估计算法性能受到了影响。基于此,本文设计了一种迭代的方式来消除导频上的干扰,并采用压缩感知的方法来提高信道的估计精度。并且,本文推导了CRB来从理论上验证算法的有效性。最后仿真结果表明,文中所提出的分层分布式压缩感知算法仅在低信噪比处有较少的性能损失,这是由于上一层的估计误差对下一层造成的错误传播引起的。但是通过分层的方法,分层分布式压缩感知算法能降低2个量级的计算复杂度,并且最优层数的二阶和三阶的近似值也具有很高的精确度。通过对GFDM系统在AWGN信道下,不同的成型滤波器、滚降因子、符号检测算法和子载波配置的场景下进行仿真,本文对GFDM的特性进行了详细的分析。另外,从GFDM系统中不同的信道估计算法的仿真结果中能够看出,本文提出的迭代信道估计算法在不同的滚降因子和调制方式中,均能够获得较高的信道估计精度和较低的误比特率。