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交分复用（Interleave Division Multiplexing, IDM），通过不同的交织器来区分不同的数据流，并且在接收端采用低复杂度的迭代检测方法，具有高频谱效率、高性能以及低检测复杂度等优点。交分复用以其独特的优点，可用于未来无线通信的多址技术和调制技术中。因此，本文着重研究了以交织多址（Interleave-DivisionMultiple Access, IDMA）和重叠码调制（Superposition Coded Modulation, SCM）为代表的交分复用无线传输系统的若干关键技术。第一章首先简述了交分复用技术的研究背景，全面介绍了基于交分复用的多址技术和调制技术的研究现状，然后提出了本论文的研究内容和主要贡献，最后简要说明了论文的结构安排。第二章首先介绍了基于交分复用的IDMA系统的发射机和接收机基本结构，并给出了在各种情况下的迭代检测算法。然后将接近香农限的低密度奇偶校验码（Low Density Parity Check，LDPC）用于IDMA系统，以提高系统的性能；同时为了降低接收机检测的复杂度，提出了一种基于LDPC编码的IDMA系统的简化接收机，它可以获得计算复杂度和系统性能之间的折中。最后分析了交织器在IDMA系统中的作用以及传统交织器的缺点，提出了一种用于IDMA系统中基于随机序列替代交织器的方法，它可以在保持系统性能的前提下极大降低系统的复杂度。在第二章的基础上，第三章研究了OFDM-IDMA系统的多频偏抑制方法以及二维信号检测方法。首先介绍了OFDM-IDMA系统的发射机和接收机基本结构；然后研究了上行OFDM-IDMA系统的多频偏抑制问题；在分析多频偏对上行OFDM-IDMA系统接收机检测的影响之后，提出了一种用于上行OFDM-IDMA系统中抑制多频偏的检测方法。此外，为了降低计算复杂度，文中还提出了一种上行OFDM-IDMA系统中的低复杂度的多频偏抑制方法。由于提出的频偏抑制方法考虑了残留频偏的影响，它们可以有效地改善OFDM-IDMA系统的性能。最后，文中将OFDM-IDMA系统扩展到时域和频域两个维度，并提出了二维OFDM-IDMA信号的检测方法。二维OFDM-IDMA系统不但可以降低交织器的复杂度，还可以获得灵活的数据传输率。第四章研究了基于交分复用的SCM系统在频偏估计、峰均比抑制和信道估计等方面的问题。首先介绍了SCM-OFDM系统的发射机和接收机结构模型；在分析频偏对SCM-OFDM系统的影响之后，文中提出了两种基于信号检测的盲频偏估计方法；提出的频偏估计方法，不需要额外的导频符号，可有效地提高系统的频谱利用率和功率效率。然后，将无失真的选择映射法（Selective Mapping, SLM）用于SCM-OFDM系统中进行峰均比的抑制，并采用估计性能较好的基于Kalman滤波器的方法去估计SCM-OFDM系统的信道信息。仿真结果表明，SLM方法可以明显降低SCM-OFDM系统的峰均比并避免系统性能的降低，基于Kalman滤波器的信道估计方法可以明显提高传统方法的估计性能并获得接近理想估计的BER性能。第五章研究了基于交分复用的IDMA系统和SCM系统在高速信道下的信号检测和干扰抑制方法。首先分析了高速信道对OFDM-IDMA系统和SCM-OFDM系统的影响，高速信道的时变性将导致严重的载波间干扰（Inter Carrier Interference,ICI）；然后针对上行OFDM-IDMA系统，文中给出了三种在高速信道下的信号检测方法。最初适用于准静态信道的传统信号检测方法，它不能抑制高速信道中额外的ICI干扰，从而将导致系统性能的下降。其次，基于一个整合的干扰估计消除器得到了一种迭代的检测方法，它能够同时对ICI和多址干扰（Multi-AccessInterference, MAI）进行迭代估计和消除。此外，通过对干扰信号均值和方差的近似得到了一种低复杂度的改进检测方法。最后针对SCM-OFDM系统，文中提出了一种用于SCM-OFDM系统在高速信道中的迭代干扰估计和抵消方法。该方法不但可以抑制SCM-OFDM系统的层间干扰，也可以抑制由高速信道时变性导致的ICI。仿真结果表明，传统方法只适用于低速信道的信号检测，文中提出的方法可以明显提高传统方法在高速信道下的系统性能。第六章总结全文，并探讨了基于交分复用的多址技术和调制技术未来可能的研究方向。