LTE-A(Long Term Evolution-Advanced)是3GPP组织为满足下一代无线通信技术4G而提出的LTE增强方案，是近年来的研究热点。在LTE-A系统中，数据相干检测、信道质量检测、软译码等处理都需预先知道信道状态信息。信道估计得到的信道响应估计精度直接影响了系统接收机的性能，因此，信道估计是LTE-A系统的关键技术之一。本文分析了无线信道的统计特性和信道模型，对改进的Jakes信道模型进行了仿真实现。在分析研究LTE-A系统物理层设计的基础上研究了基于导频的LTE-A信道估计算法，包括LS算法、MMSE算法、LMMSE算法和DFT算法等，并结合移动无线信道的特性对DFT算法进行了改进。另外，本文分析了虚拟子载波对基于DFT的信道估计算法性能的影响，推导了由于虚拟子载波上导频信号的缺失导致的DFT信道估计误差，并提出了一种解决方案——虚拟导频法。相比传统算法，仿真结果表明提出算法的有效性和优越性。