正交频分复用(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术与多输入多输出(MIMO,Multiple-Input Multiple-Output)技术相结合形成的MIMO-OFDM技术能够有效对抗多径衰落,增大信道容量和提升频谱利用率,已经成为宽带移动通信系统的关键技术之一。在基于OFDM调制的系统中,载波频率偏移(CFO,Carrier Frequency Offset)导致子载波间干扰(ICI,Inter Carrier Interference),显著恶化了MIMO-OFDM系统的性能。因此频偏估计具有重要的理论研究意义和实际应用价值。当MIMO-OFDM系统工作于双选择性衰落信道中时,传统频偏估计算法无法克服双选择性衰落信道中多普勒扩展所引入的ICI对接收信号的影响,使得传统频偏估计算法的性能受到一定程度的损失。本文针对上述问题,对双选择性衰落信道中MIMO-OFDM系统的频偏估计算法展开研究。通过借助于ICI自抵消预编码技术对基于导频的频偏估计算法和基于带状结构的频偏估计算法进行了改进,改进后的算法借助于ICI自抵消预编码有效降低了接收信号中多普勒扩展引入的ICI,从而提升了频偏估计性能。首先,本文介绍了MIMO-OFDM系统的基本原理,分析了频偏对该系统产生的影响以及双选择性衰落信道对频偏估计的影响。本文研究了基于导频辅助的改进Moose估计算法,同时将其扩展到了MIMO-OFDM系统中,扩展后的算法在准静态信道下能够获得较好的性能,但在双选择性衰落信道中性能损失严重,而且只能估计小数倍频偏,这限制了其在实际系统中的使用。其次,本文研究了基于基扩展模型的最大似然(ML)频偏估计算法和基于带状结构的频偏估计算法。基于基扩展模型的最大似然估计算法通过基扩展模型联合频偏和信道估计,减少了待估计的参数个数,但是在双选择性衰落信道中性能损失较大。基于带状结构的频偏估计算法原理简单,计算复杂度较低,但随着信噪比的增加该算法的估计性能逐渐趋于定值。这两种算法均无法克服双选择性衰落信道中多普勒扩展所引入的ICI对频偏估计的影响,因此无法应用于双选择性衰落信道环境中。针对以上算法不能有效克服双选择性衰落信道中多普勒扩展所引入的ICI情况,本文研究了以下两个方面内容。首先,提出了采用ICI自抵消预编码的改进导频估计算法。详细分析了ICI自抵消预编码的基本原理,证实了ICI自抵消预编码能够有效减弱多普勒扩展引入的ICI对接收信号的影响,从而使得频偏估计性能得到提升。该改进算法在发射端通过自抵消预编码调制技术来重新构造导频结构,在接收端通过自抵消预编码解调技术来获得接收信号,然后通过相关性得到改进算法的频偏估计值。仿真结果表明改进后的算法相比原始算法性能得到了提升,并且在不同频偏取值条件下的估计性能更加稳定。其次,本文使用ICI自抵消预编码对基于带状结构的频偏估计算法进行了改进。改进算法借助于ICI自抵消预编码调制来构造发射信号,在接收端基于新的接收信号向量来构造协方差矩阵,通过协方差矩阵的带状结构性质来进行频偏估计。仿真结果表明,ICI自抵消预编码能够降低多普勒扩展引入的ICI对接收信号的影响,从而提升了基于带状结构频偏估计算法的性能。