未来无线通信系统将工作在高载频、高容量、高移动速率的条件下，多载波码分多址(MC-CDMA)技术[1-3]充分结合了正交频分复用(OFDM)和码分多址(CDMA)两种技术的优势，具有高灵活性、高频谱利用率以及抗频率选择性衰落能力强等优点，非常适合未来无线通信系统的要求。信道估计是MC-CDMA系统中的关键技术之一，利用信道信息的相干解调系统与不利用信道信息的差分解调系统相比，在信噪比上可以有3-4dB的性能提高。因此在要求高传输速率、高传输质量和高移动性的第四代(4G)通信系统中，信道估计是不可缺少的一环。基于导频的最小二乘(LS)信道估计算法复杂度低，不需要预先已知信道的相关信息和噪声方差，非常适合于实际应用，也是目前许多系统实际使用的方法。本论文主要针对这个关键技术进行了深入研究。 本文首先分析了MC-CDMA系统的基本原理，对MC-CDMA传输信号模型进行了研究。然后在详细分析无线信道对传输信号所产生衰落的基础上，分别针对慢衰落和快衰落两种特性的信道各提出了一种新的信道估计方法，并通过仿真实验证明了所提方法的有效性。 针对MC-CDMA系统的下行链路在慢衰落信道中的传输，提出了一种在时域中插入恒模导频信号的LS信道估计算法，利用复指数信号作为导频，直接在时域估计出信道的频域参数。该方法消除了，传统估计算法在频域将导频信号周期地插入到数据帧中，再经OFDM调制，所引起的对于原系统峰均功率比(PAPR)的影响，并且通过对导频信号的下采样处理，在不增加导频数量的同时提供了时域分集能力，从而利用慢衰落信道特性结合平均降噪算法，有效提高了算法的估计精度。 针对MC-CDMA信号在快衰落时频双选择性衰落信道中传输的问题，提出了一种基于基扩展模型(BEM)的信道估计方法。通过将导频信号以分块的形式等间隔插入数据信号，并设计使各导频信号序列间满足正交相位关系，实现了对快衰落信道的有效估计，解决了传统信道估计算法在快衰落信道中失效的问题。并进一步将该方法推广到多天线(MIMO)系统，有效保证了信号在快衰落时频双选择信道中的可靠传输。